Il parassita della malaria rinnova la sua sede: ruolo delle proteine PHIST
Il parassita Plasmodium ha un ciclo di vita complesso che alterna il ruolo di vettore delle zanzare a quello di ospite dei vertebrati. Dopo una puntura di zanzara, il parassita si dirige verso il fegato, dove invade la cellula epatica e si replica in modo asessuato per generare migliaia di parassiti. L’invasione degli RBC segna quindi lo stadio ematico patologico, in cui i parassiti possono replicarsi rapidamente in modo asessuato e generare inoltre una progenie dello stadio sessuale infettiva per le zanzare. Poiché gli RBC umani sono in gran parte privi del meccanismo di trasporto proteico, il parassita della malaria deve impostarlo da zero per sopravvivere e propagarsi, dedicando quasi il 10 % dei suoi geni a questo sforzo. Ciò consente al parassita di cambiare la natura degli RBC, rendendoli rigidi e appiccicosi, alterando in definitiva il modo in cui scorrono nel flusso sanguigno. Mentre per il parassita si tratta di un fattore positivo, ciò può provocare la malaria cerebrale che porta al coma e alla morte.
Identificare gli elementi chiave nel rimodellamento degli RBC indotto dalla malaria
Il progetto PfPHIST è stato concepito per studiare il modo in cui il parassita rimodella gli RBC umani durante lo stadio del ciclo di vita del sangue. Il progetto, intrapreso con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie (MSC), si è svolto nel laboratorio di Taco Kooij presso il Radboud Universtiy Medical Centre, nei Paesi Bassi, e si è concentrato sulle proteine utilizzate dal parassita della malaria per alterare gli RBC umani. «Ci siamo interessati in particolare al meccanismo inerente alle modifiche nella rigidità della membrana degli RBC, in quanto consente ai parassiti di sottrarsi alla circolazione del flusso sanguigno» spiega Nick Proellochs, borsista di ricerca MSC. Evidenze sempre più numerose indicano che il parassita esporta un gran numero di proteine negli RBC per condurre il processo di rimodellamento. Questi cambiamenti nella rigidità della membrana appaiono inoltre necessari per lo sviluppo sessuale del parassita e per la trasmissione alla zanzara. La ricerca di PfPHIST si è concentrata sul ruolo della famiglia di proteine subtelomeriche intersecate elicoidali di Plasmodium PHIST. A tale scopo, il borsista MSC ha intrapreso la manipolazione genetica di geni selezionati dei parassiti per ottenere parassiti mutanti da analizzare.
Gli sviluppi tecnologici contribuiscono alle ricerche future sulla malaria
I ricercatori hanno sviluppato una nuova strategia sul knockout dei geni basata sulla fluorescenza, che ha consentito loro di selezionare con facilità i parassiti privi della proteina target. Al tempo stesso, essi sono stati in grado di seguire l’intero ciclo di vita di questi parassiti fluorescenti, dal sangue alla zanzara e fino al fegato. Il team scientifico, al fine di misurare i cambiamenti degli RBC infettati dalla malaria, ha sviluppato una nuova tecnica basata sulla microfluidica, in collaborazione con Wilhelm Huck della Radboud University. Ciò ha consentito loro la registrazione di RBC normali e infetti, che si muovono attraverso canali microscopici, e di analizzarne le proprietà. I ricercatori hanno scoperto che un determinato gene, a cui era stato precedentemente attribuito un ruolo nello stadio ematico del ciclo di vita del Plasmodium, risulta coinvolto nello sviluppo del parassita nella zanzara. Ciò ha indicato chiaramente che la capacità del parassita di modificare le membrane potrebbe essere importante in altri stadi del ciclo di vita. «Le nostre scoperte suggeriscono con forza che per svelare il ruolo funzionale di queste proteine esportate dovremmo approfondire il ciclo di vita del Plasmodium», sottolinea Proellochs. Il progetto PfPHIST, nonostante la sua breve durata, ha contribuito a svelare il ruolo di rimodellamento della famiglia di proteine parassitarie PHIST e le loro implicazioni nella diffusione della malaria. I risultati del progetto aprono la strada alla spiegazione del meccanismo di diffusione dei parassiti e danno forma agli sviluppi futuri delle strategie antimalariche.
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