Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# La biologia# Microbiologia

Affrontare la malaria: nuove scoperte e cure

Uno sguardo agli effetti della malaria e alle nuove strategie di trattamento.

Till S Voss, N. M. B. Brancucci, C. Gumpp, G. J. van Gemert, X. Yu, A. Passecker, F. Nardella, B. T. Thommen, M. Chambon, G. Turcatti, L. Halby, B. Blasco, M. Duffey, P. B. Arimondo, T. Bousema, A. Scherf, D. Leroy, T. W. A. Kooij, M. Rottmann

― 6 leggere min


Combattere la malaria:Combattere la malaria:nuova ricerca sui farmacidella malaria.efficaci per combattere la trasmissioneLa ricerca si concentra su modi
Indice

La malaria è una malattia seria che colpisce milioni di persone in tutto il mondo, specialmente nelle regioni tropicali. È causata da piccoli parassiti trasmessi dalle zanzare. Tra questi parassiti, Plasmodium Falciparum è il più pericoloso. Questo articolo parla di come si diffonde la malaria, come colpisce il corpo e cosa si sta facendo per trovare nuovi trattamenti.

Cos'è la malaria?

La malaria è una malattia infettiva causata da parassiti del genere Plasmodium. La malattia si diffonde quando una zanzara femmina Anopheles punge una persona. Questa zanzara inietta il parassita nel sangue della persona, causando l'infezione.

Una volta dentro il corpo, i parassiti viaggiano prima al fegato, dove si moltiplicano. Dopo questa fase iniziale, tornano nel flusso sanguigno e invadono i globuli rossi, portando ai Sintomi della malaria, che possono includere febbre, brividi e malattia grave.

Ciclo di vita del parassita

Il ciclo di vita di Plasmodium falciparum è complesso e ha diverse fasi:

  1. Fase Zanzara: Il ciclo inizia quando una zanzara punge un umano infetto e ingerisce sangue contenente i parassiti. Dentro la zanzara, i parassiti si sviluppano e si moltiplicano.

  2. Fase Umana: Quando la zanzara punge un'altra persona, i parassiti vengono iniettati nel sangue. Prima vanno al fegato e poi rientrano nel flusso sanguigno, dove invadono i globuli rossi.

  3. Fase Ematica: Dentro i globuli rossi, i parassiti si moltiplicano e distruggono le cellule, portando ai sintomi della malaria. Questa fase è responsabile della maggior parte dei problemi di salute causati dall'infezione.

  4. Fase Gametocitaria: Alcuni dei parassiti si svilupperanno in gametociti, che sono le forme che possono infettare le zanzare. Questi gametociti possono circolare nel flusso sanguigno per settimane, aumentando le opportunità di trasmissione.

Sintomi ed effetti

I sintomi della malaria di solito compaiono entro una settimana dalla puntura di una zanzara infetta. I sintomi comuni includono:

  • Febbre
  • Brividi
  • Sudorazione
  • Mal di testa
  • Nausea
  • Vomito
  • Fatica

Se non trattata, la malaria può diventare grave e portare a complicazioni come anemia, difficoltà respiratorie e anche morte. La gravità della malattia può variare a seconda del tipo specifico di parassita Plasmodium che causa l'infezione, con P. falciparum che è il più letale.

Trattamenti attuali

Attualmente, la malaria è principalmente trattata con una combinazione di farmaci conosciuta come terapie combinate a base di artemisinin (ACT). Questi trattamenti mirano alle fasi ematiche asessuali del parassita, riducendo efficacemente i sintomi e aiutando nella guarigione.

Tuttavia, ci sono sfide con i trattamenti attuali. Alcuni ceppi del parassita hanno sviluppato resistenza ai farmaci comunemente usati, rendendo più difficile il trattamento efficace. Inoltre, i medicinali attuali contro la malaria non eliminano efficacemente la fase gametocitaria, il che significa che le persone possono rimanere infettive per le zanzare anche dopo il trattamento.

La sfida dei gametociti

I gametociti sono la forma sessuale del parassita e giocano un ruolo cruciale nella trasmissione della malaria. Comprendere come mirare a queste forme è essenziale per il controllo della malattia.

La maggior parte dei farmaci antimalarici è inefficace contro i gametociti maturi, il che consente alla malattia di diffondersi anche dopo che le fasi asessuali sono state eliminate da una persona infetta. Questo è un ostacolo significativo agli sforzi per eliminare la malaria.

Sforzi di ricerca recenti

Riconoscendo i limiti dei trattamenti attuali e l'importanza di mirare ai gametociti, le organizzazioni di ricerca stanno attivamente cercando nuovi farmaci con una migliore efficacia contro tutte le fasi del parassita della malaria.

Un approccio è identificare composti che mirano specificamente ai gametociti, consentendo sia il trattamento degli individui infetti che la riduzione della trasmissione alle zanzare.

La ricerca ha portato alla scoperta di alcuni composti promettenti che mostrano attività contro i gametociti. Questi includono farmaci che si sono dimostrati efficaci in ambienti di laboratorio e anche in modelli animali.

Sviluppo di nuovi saggi per i farmaci

Per scoprire e testare nuovi farmaci antimalarici, i ricercatori stanno sviluppando nuovi saggi per i farmaci che possano valutare l'efficacia dei composti specificamente contro i gametociti. Questi saggi devono produrre grandi quantità di popolazioni di gametociti sincronizzati per i test.

Vengono impiegati vari metodi per creare questi gametociti. Un metodo prevede l'uso di condizioni di stress che favoriscono il compimento sessuale dei parassiti, permettendo loro di svilupparsi in gametociti in modo più efficace.

Valutazione dei candidati ai farmaci

La valutazione dei nuovi candidati ai farmaci coinvolge sia test in vitro che in vivo. I test in vitro consentono ai ricercatori di esaminare vari composti contro i gametociti in condizioni di laboratorio controllate.

Una volta identificati i potenziali candidati, i test in vivo nei modelli animali aiutano a valutare quanto bene funzionano i composti in un organismo vivente. Questo include osservare come i farmaci influenzano la vitalità dei gametociti e la loro capacità di bloccare la trasmissione.

Modelli animali

La ricerca utilizza modelli animali specializzati per studiare la malaria. Uno di questi modelli è il topo NODscidIL2Rγnull (NSG) umanizzato, che consente di studiare le infezioni umane di malaria in un ambiente controllato.

In questi topi, i ricercatori possono infettarli con gametociti e successivamente testare l'efficacia di vari candidati ai farmaci. Questo modello fornisce informazioni su come i farmaci si comportano in un sistema vivente e aiuta i ricercatori a comprendere i loro impatti potenziali sulla trasmissione della malaria.

Risultati degli studi recenti

Studi recenti utilizzando il modello murino NSG hanno fatto luce sull'efficacia di diversi candidati ai farmaci contro i gametociti. Alcuni composti hanno mostrato una forte attività nel ridurre il numero di gametociti e la loro capacità di infettare le zanzare.

È stata esplorata una combinazione di farmaci antimalarici standard e nuovi candidati. I risultati indicano che alcuni farmaci possono ridurre efficacemente i livelli di gametociti e potenzialmente bloccare la trasmissione alle zanzare.

Blocco della trasmissione

Bloccare la trasmissione della malaria è un aspetto critico delle strategie di controllo della malaria. Trattamenti efficaci che possono eliminare sia le fasi asessuali negli esseri umani che le fasi gametocitarie giocheranno un ruolo chiave nella riduzione della diffusione della malattia.

Studi che utilizzano saggi di alimentazione delle zanzare aiutano a valutare quanto siano efficaci i candidati ai farmaci nel prevenire la trasmissione. Questi saggi misurano come le zanzare reagiscono al sangue di individui trattati rispetto a quelli non trattati.

Conclusione

Gli sforzi per combattere la malaria affrontano diverse sfide, tra cui la resistenza ai farmaci e la necessità di mirare efficacemente ai gametociti. Tuttavia, la ricerca in corso sta aprendo la strada a nuovi trattamenti e strategie per ridurre la trasmissione della malaria.

Capendo il ciclo di vita del parassita e le diverse fasi coinvolte nell'infezione, i ricercatori stanno sviluppando candidati ai farmaci più efficaci. L'obiettivo è muoversi verso un futuro in cui la malaria possa essere controllata in modo più efficiente, portando all'eventuale eradicazione di questa malattia devastante.

Fonte originale

Titolo: An all-in-one pipeline for the in vitro discovery and in vivo testing of Plasmodium falciparum malaria transmission blocking drugs

Estratto: Elimination and eradication of malaria will depend on new drugs with potent activity against Plasmodium falciparum mature stage V gametocytes, the only stages able to infect the mosquito vector for onward parasite transmission. The identification of molecules active against these quiescent stages is difficult due to the specific biology of gametocyte maturation and challenges linked to their cultivation in vitro. Furthermore, the antimalarial drug development pipeline lacks a suitable animal model for evaluating the transmission-blocking potential of promising lead compounds and preclinical and clinical drug candidates in vivo. Here, we established a transmission-blocking drug discovery and development platform based on transgenic P. falciparum parasites engineered to produce large numbers of pure stage V gametocytes expressing a red-shifted firefly luciferase as reporter for cellular viability. This NF54/iGP1_RE9Hulg8 line facilitated the development of a highly efficient and robust in vitro screening assay for the identification of stage V gametocytocidal compounds. Importantly, by infecting humanized NODscidIL2R{gamma}null mice with pure NF54/iGP1_RE9Hulg8 stage V gametocytes, we also established a preclinical P. falciparum in vivo transmission model. Using whole animal bioluminescence imaging and quantification of gametocyte densities over a period of 14 days, we assessed the gametocyte killing and clearance kinetics in vivo of antimalarial reference drugs as well as five clinical drug candidates and identified markedly different pharmacodynamic response profiles. Furthermore, we successfully integrated this mouse model with mosquito feeding assays and thus firmly established a valuable tool for the systematic in vivo evaluation of gametocytocidal and transmission-blocking drug efficacy. One sentence summaryWe applied robust new assays for gametocytocidal drug discovery and in vivo efficacy testing using a humanized mouse model for malaria transmission

Autori: Till S Voss, N. M. B. Brancucci, C. Gumpp, G. J. van Gemert, X. Yu, A. Passecker, F. Nardella, B. T. Thommen, M. Chambon, G. Turcatti, L. Halby, B. Blasco, M. Duffey, P. B. Arimondo, T. Bousema, A. Scherf, D. Leroy, T. W. A. Kooij, M. Rottmann

Ultimo aggiornamento: 2024-10-21 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619440

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.21.619440.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Altro dagli autori

Articoli simili