Quando il parassita della malaria entra nel corpo dopo la puntura di una zanzara anofele infetta, deve prima infettarsi e riprodursi nel fegato prima di diffondersi nel sangue, dove provoca sintomi gravi e oltre 600.000 morti ogni anno. Con l'aiuto delle più recenti tecniche di ricerca genetica, i ricercatori dell'Università di Stoccolma sono riusciti per la prima volta a mappare l'espressione genetica nell'infezione malarica nel fegato. La ricerca pubblicata su Nature Communications fornisce nuove conoscenze che aprono la strada a farmaci e vaccini più efficaci in futuro.
I parassiti della malaria si trasmettono attraverso la puntura di una zanzara Anopheles femmina infetta. Una volta nel corpo, entra in circolazione e raggiunge il fegato, che è fondamentale per sviluppare e infettare i globuli rossi. Foto: biorender.com
-Ci offre opportunità completamente nuove per esplorare l'interazione ospite-parassita direttamente nei tessuti. Con l’aiuto di migliaia di regioni su scala micrometrica, che coprono un’intera sezione di tessuto, possiamo studiare l’espressione genetica locale, che ci aiuta a capire più specificamente come la risposta immunitaria è coordinata durante lo sviluppo del parassita nel fegato, dice Johan Ancarklev. , Professore associato presso il Dipartimento di Bioscienze Molecolari, Wiener-Grenz Institute (MBW), è responsabile dello studio.
Lo studio, condotto presso l’Università di Stoccolma, è stato condotto in collaborazione con ricercatori del Royal Institute of Technology (KTH), nonché del Karolinska Institutet di Stoccolma, del National Institutes of Health (NIH) nel Maryland, USA, del Karolinska Institutet di Stoccolma Stoccolma e il National Institutes of Health (NIH) nel Maryland, USA. Istituto fiammingo di biotecnologia a Gand, Belgio.
La combinazione della cosiddetta “trascrittomica spaziale” e del “sequenziamento dell’RNA a filamento singolo” ha consentito ai ricercatori di mappare per la prima volta l’espressione genetica attraverso interi tessuti infetti dalla malaria in sezioni di fegato. Il metodo e il disegno dello studio, in cui i ricercatori hanno seguito l’infezione dallo stadio iniziale a quello avanzato nel fegato, hanno anche permesso di mappare le aberrazioni tissutali regionali tra diversi casi e in tempi diversi dopo l’infezione.
Fatti sulla malaria
Si stima che la malaria, una delle malattie più mortali al mondo, colpisca circa 230 milioni di persone e causi la morte di oltre 600.000 persone ogni anno, soprattutto tra i bambini sotto i cinque anni. I sintomi compaiono solo quando il parassita della malaria raggiunge il flusso sanguigno. Tuttavia, prima che i parassiti raggiungano lo stadio sanguigno, subiscono uno stadio di sviluppo clinicamente silenzioso nel fegato. Ogni singolo parassita che entra nel fegato dà origine a decine di migliaia di parassiti, che alla fine vengono rilasciati nel flusso sanguigno, dove infettano i globuli rossi e poi si moltiplicano per formare miliardi di nuovi parassiti.
Vaccini che hanno mostrato una bassa efficacia e non hanno la capacità di fornire protezione a lungo termine
Poiché lo stadio epatico rappresenta il collo di bottiglia nel ciclo vitale del parassita, secondo Johan Ankerklev è l'obiettivo ideale per vaccini efficaci contro la malaria. Ciò non è stato ancora raggiunto, nonostante il recente lancio di due nuove strategie di vaccinazione.
Rispetto alla fase ematica, la fase epatica del ciclo di vita della malaria è ancora poco studiata e lo sviluppo di un vaccino efficace è attualmente ostacolato dalla mancanza di informazioni relative a questa fase. Lo studio apporta conoscenze significative che ci permettono di compiere importanti passi avanti, afferma Johan Ankarklev.
Tra le altre cose, il gruppo di ricerca ha scoperto che il parassita provoca cambiamenti nell'espressione genetica delle cellule ospiti nell'ambiente circostante, eludendo così la risposta immunitaria dell'ospite controllando la funzionalità epatica.
– Durante l'infezione iniziale del fegato, vediamo l'espressione di geni pro-infiammatori nell'ospite nell'area locale vicino ai parassiti, ma durante la fase tardiva dell'infezione vediamo una sottoregolazione di questi geni immuno-correlati. Invece, osserviamo una sovraregolazione dei geni legati al metabolismo degli acidi grassi nelle cellule ospiti nelle regioni locali vicine al parassita, afferma Franziska Hildebrandt, ex studentessa di dottorato presso AnkarklevLab e prima autrice dello studio.
Gli acidi grassi sono essenziali per il parassita durante la fase avanzata, quando il parassita subisce una massiccia divisione cellulare. È stato anche descritto che gli acidi grassi sono coinvolti nelle risposte antinfiammatorie.
La nostra ipotesi è quindi che il parassita prenda due piccioni con una fava, poiché i nostri dati mostrano che elude il sistema immunitario e allo stesso tempo si procura il nutrimento necessario “dirottando” la regolazione dell’espressione delle cellule ospiti. Franziska Hildebrandt aggiunge geni che codificano per il metabolismo degli acidi grassi.
Trova lo studio “Interazioni ospite-patogeno nei fegati di topo infetti da Plasmodium a risoluzione unicellulare e spaziale”. Nelle comunicazioni sulla natura.
Ultimo aggiornamento: 20 agosto 2024
Responsabile del sito: MBW
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