I parassiti della malaria dirottano il sistema immunitario abbattendo i geni chiave

I parassiti della malaria dirottano il sistema immunitario abbattendo i geni chiave

I ricercatori della Weill Cornell Medicine hanno scoperto come un parassita che causa la malaria quando trasmesso attraverso una puntura di zanzara può nascondersi dal sistema immunitario del corpo, a volte per anni. Si scopre che il parassita, Plasmodium falciparum, può disattivare un insieme chiave di geni e rendersi “immunologicamente invisibile”.

"Questa scoperta fornisce un altro pezzo del puzzle sul motivo per cui la malaria è stata così difficile da sradicare", ha affermato la dott.ssa Francesca Florini, ricercatrice in microbiologia e immunologia presso la Weill Cornell Medicine, che ha co-diretto lo studio. La malaria infetta ogni anno 300-500 milioni di persone, provocando quasi 600.000 morti in tutto il mondo.

I risultati preclinici, pubblicati il ​​16 maggio su Nature Microbiology, mostrano che nelle regioni in cui la malaria è endemica, gli adulti asintomatici probabilmente hanno parassiti non rilevabili che le zanzare possono raccogliere e trasmettere alla persona successiva che mordono.

Le attuali campagne di controllo della malaria si concentrano sul trattamento delle persone, solitamente bambini, che presentano sintomi. Questi risultati suggeriscono che dobbiamo considerare gli adulti asintomatici che possono potenzialmente trasportare parassiti trasmissibili, il che significa che eliminare la malaria da una regione geografica sarà più complicato del previsto. “

Il dottor Kirk Deitsch, professore di microbiologia e immunologia alla Weill Cornell Medicine, autore senior dell'articolo

Evitare l'eliminazione

Una volta nel corpo umano, il parassita entra nei globuli rossi per replicarsi, ma deve evitare di allertare il sistema immunitario o di essere rimosso dalla milza, che filtra le cellule del sangue difettose. La sua soluzione per sfuggire a questi potenziali pericoli dipende da una suite di circa 60 geni chiamata var. Ciascun gene Var codifica per una proteina che può attaccarsi alla superficie dei globuli rossi.

Quando il parassita attiva uno di questi geni VAR, la proteina sporgente consente al globulo rosso di aderire alla parete del vaso sanguigno e consente alla cellula – e ai suoi parassiti residenti – di evitare un viaggio nella milza. L’unico problema con questa strategia è che il sistema immunitario può produrre anticorpi in grado di riconoscere la proteina appiccicosa entro circa una settimana. Per aggirare questo contrattacco immunitario, il parassita esclude questo gene var ed ne esprime un altro della sua collezione, evitando così il rilevamento e il prolungamento dell'infezione.

"Il paradigma era che il parassita ha un meccanismo di espressione rigoroso e mutuamente esclusivo, il che significa che esprime sempre uno e un solo gene Var alla volta", ha affermato il dottor German. Ma cosa succede dopo che il parassita ha attraversato l’intero set? La riattivazione di uno utilizzato in precedenza innescherebbe una rapida immunizzazione. Tuttavia, un’infezione cronica da malaria può persistere per un decennio o più.

Per risolvere questo mistero, il dottor Florini e lo studente laureato Joseph Visone hanno utilizzato tecnologie di sequenziamento di singole cellule per valutare come i singoli parassiti gestiscono l’espressione del gene Var. Hanno scoperto che mentre molti attivano solo un singolo gene var alla volta, alcuni ne attivano due o tre, mentre altri non ne esprimono affatto.

Chiudi, nascondi

I parassiti che esprimevano alcuni geni VAR furono probabilmente colti nell'atto di passare dall'uno all'altro. "C'è una fase transitoria in cui entrambi i geni sono attivati ​​e ci capita di catturare il momento dello scambio", ha spiegato il dottor German.

Ma i parassiti furtivi che hanno disattivato tutti i loro geni VAR sono stati una sorpresa. "Questo 'stato nullo', in cui i parassiti hanno poca o nessuna espressione del gene VAR, sarebbe stato impossibile da identificare utilizzando test basati sulla popolazione", ha affermato la Dott.ssa Florini. “Evidenzia un nuovo aspetto di come la malaria sfugge al rilevamento da parte del nostro sistema immunitario”.

Tuttavia, senza l’espressione del gene Var, i parassiti perdono anche la capacità di aggrapparsi alle pareti dei vasi sanguigni. Allora come evitano il sistema di filtraggio della milza? "Sospettiamo che si nascondano nel midollo osseo o in una tasca espandibile di globuli rossi non circolanti raggruppati al centro della milza", ha detto il dottor German. "Se un globulo rosso può rimanere lì per 24 ore, è un tempo sufficiente affinché il parassita completi il ​​suo ciclo vitale."

Il dottor Deitsch prevede di condurre ricerche sul campo nell'Africa occidentale per individuare questi serbatoi anatomici nascosti. Scoprono che, e apprendere come i parassiti della malaria sfruttano questo meccanismo di escrezione di fuga appena scoperto, potrebbero fornire nuove strategie per trattare il problema delle infezioni croniche della malaria.

Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health (AI 52390, AI 99327 e una F31 Predoctoral Fellowship F31AI164897), dalla Swiss NSF (Early Postdoc. Mobility Grant P2bep3_191777) e dalla William Randolph Hearst Foundation F31AI164897).

Fonti: