Malaria in Gambia: Approfondimenti Genetici e Sfide

Tra il 2015 e il 2022, The Gambia ha fatto grandi progressi nella riduzione dei casi di malaria causati dal parassita Plasmodium Falciparum, più di tanti altri paesi africani. Però, la riduzione non è stata sufficiente per raggiungere l'obiettivo del 75% di diminuzione entro il 2025. Questo vuol dire che c'è ancora tanto lavoro da fare per eliminare completamente la malaria.

Nelle zone dove la malaria è stagionale, i casi tendono a picchiare nel finale della stagione delle piogge. Questo si vede anche in The Gambia, dove la stagione delle piogge va da fine giugno a settembre, seguita da una lunga stagione secca che dura circa otto mesi. La maggior parte dei casi di malaria viene riportata tra settembre e dicembre, quando la trasmissione è al massimo, mentre durante la stagione secca ci sono veramente pochi casi. La malaria colpisce per lo più persone a basso reddito che vivono nelle zone rurali della regione orientale di The Gambia. Comunque, sappiamo poco su come la stagione secca influisca sulla composizione genetica del parassita della malaria. Capire come il parassita Plasmodium falciparum si adatta a questi cambiamenti stagionali è importante per sviluppare strategie migliori per eliminare la malaria.

Alcune prove mostrano che i casi di malaria portati da fuori non sono un fattore principale nella diffusione della malattia. Invece, la presenza continua di persone infette che non mostrano sintomi gioca un ruolo cruciale nel mantenere viva la malaria tra le stagioni delle piogge. Studi precedenti in The Gambia e nel vicino Senegal hanno trovato che molte persone asintomatiche rimanessero infette dalla fine della stagione delle piogge fino alla successiva, indicando che queste infezioni possono durare a lungo. È importante notare che queste infezioni asintomatiche possono comunque trasmettere il virus alle zanzare.

#Comprendere la Complessità dell'Infezione

La complessità dell'infezione (COI) si riferisce al numero di tipi diversi di parassiti all'interno di una persona. La COI media può fornire informazioni su come la malaria si diffonde in una popolazione. Gli studi genetici sui parassiti possono aiutarci a capire meglio come si muovono nel tempo e nello spazio. Gli scienziati usano tecniche come il sequenziamento dell'intero genoma (WGS) o il genotipaggio a codice a barre per identificare diversi ceppi del parassita. La somiglianza genetica tra i parassiti tende a diminuire nel tempo e nella distanza, sia in The Gambia che in Senegal. Anche se comprendiamo la diversità genetica del parassita della malaria durante le stagioni di alta trasmissione, ci manca ancora conoscenza su come la stagione secca influisca su questa diversità.

L'Identità per Discendenza (IBD) è un metodo usato per misurare la somiglianza genetica tra i parassiti, che considera anche quanto spesso i parassiti mescolano il loro materiale genetico. Alcuni studi esistenti si concentrano su confronti tra diversi paesi o periodi, ma l'IBD aiuta a rilevare mescolamenti recenti tra parassiti correlati.

Molti studi si sono focalizzati su persone con sintomi di malaria, ma queste persone rappresentano solo una piccola parte di tutte le infezioni. Abbiamo ancora bisogno di scoprire come la diversità genetica vista nei casi sintomatici rifletta l'intera popolazione di parassiti. In questo studio, abbiamo esaminato campioni del parassita Plasmodium falciparum raccolti in un periodo di due anni e mezzo da quattro villaggi vicini in The Gambia, cercando di saperne di più sulla diversità genetica della malaria a livello comunitario.

#Progettazione dello Studio e Partecipanti

Abbiamo iniziato a reclutare partecipanti a dicembre 2014, coinvolgendo tutti i residenti di due villaggi, con altri due villaggi che si uniscono allo studio a luglio 2016. Tutti e quattro i villaggi si trovano nella Regione del Fiume Superiore di The Gambia e sono a meno di 5 chilometri di distanza l'uno dall'altro. Abbiamo condotto rilevamenti attivi dei casi e raccolto campioni da partecipanti 11 volte in due anni. Durante il periodo da settembre a dicembre 2016, abbiamo anche campionato individui con sintomi di malaria. A dicembre 2016, abbiamo reclutato un gruppo di 42 persone con malaria asintomatica, campionandole mensilmente per sei mesi.

#Campionamento e Rilevamento dei Parassiti

Campioni di sangue sono stati prelevati dai partecipanti per controllare la malaria usando un metodo chiamato qPCR. A partire da luglio 2016, le persone che risultavano positive per la malaria venivano anche invitate a fornire ulteriori campioni di sangue. Questi campioni venivano elaborati per estrarre DNA per ulteriori analisi.

#Genotipizzazione e Sequenziamento del Genoma

Abbiamo raccolto un totale di 522 campioni risultati positivi per Plasmodium falciparum. Questi includevano campioni sia da test a pungidito che da sangue venoso. Abbiamo usato varie tecniche per analizzare il materiale genetico, inclusa la genotipizzazione e il sequenziamento dell'intero genoma. La genotipizzazione si è concentrata su un insieme di marcatori genetici specifici, mentre il sequenziamento dell'intero genoma ci ha permesso di esaminare l'intera composizione genetica dei parassiti.

#Valutazione della Relazione tra Parassiti

Per capire quanto fossero simili i parassiti tra loro, abbiamo calcolato l'IBD basato sulle loro informazioni genetiche. Questo ci ha aiutato a identificare quanto fossero strettamente correlati diversi campioni. Confrontando i risultati della genotipizzazione a codice a barre e del sequenziamento del genoma, abbiamo confermato l'affidabilità dei nostri metodi nell'identificare campioni geneticamente correlati.

#La Complessità dell'Infezione Rimane Stabile

Abbiamo misurato la COI per scoprire quanti ceppi di parassiti diversi esistessero all'interno degli individui. Le nostre scoperte hanno indicato che la proporzione di individui con più ceppi è rimasta stabile nel tempo, suggerendo che il livello di trasmissione della malaria fosse costante. Questa stabilità è significativa perché contrasta con il calo complessivo dei casi di malaria in The Gambia, indicando che alcune aree sperimentano ancora alti tassi di trasmissione.

In generale, circa il 26% dei ceppi di parassiti unici è stato trovato in più di una persona, mentre circa il 28% dei campioni mostrava più ceppi. Questa situazione differisce dai risultati nel vicino Senegal, dove è stata riportata una minore diversità. Una distinzione chiave nel nostro studio è stata il focus sui portatori asintomatici, che offre una visione più completa della situazione della malaria.

#Schemi Stagionali e Spaziali nella Relazione tra Parassiti

Il nostro studio ha rivelato che la relazione tra campioni raccolti in diverse abitazioni o villaggi tendeva a diminuire sia con il tempo che con la distanza. Tra i campioni prelevati a meno di due mesi di distanza, la proporzione di campioni correlati era significativamente più alta rispetto ai campioni prelevati a distanza di più di un anno. Questa scoperta indica che infezioni temporaneamente vicine sono più propense a essere geneticamente simili, suggerendo che i parassiti si diffondono più spesso all'interno di aree locali piuttosto che su distanze più lunghe.

Quando abbiamo esaminato gli schemi stagionali, abbiamo scoperto che i campioni di parassiti della stagione delle piogge erano più geneticamente simili rispetto a quelli di stagioni diverse. Un risultato interessante è stato che la maggior parte delle differenze genetiche è emersa durante la transizione dalla stagione di bassa trasmissione a quella di alta trasmissione, dato che era il periodo in cui il tasso di trasmissione aumentava.

#Resistenza ai farmaci e i Suoi Effetti

In The Gambia, la resistenza ai farmaci contro la malaria è stata osservata per decenni, con un forte aumento della resistenza dalla fine degli anni '80 ai primi anni 2000. Nel nostro studio, abbiamo esaminato se la prevalenza di ceppi resistenti ai farmaci fosse influenzata dalle stagioni, dato che più casi di malaria si verificano durante la stagione delle piogge a causa dell'aumento dell'attività delle zanzare. Tuttavia, i nostri dati hanno mostrato che la prevalenza di alleli di resistenza ai farmaci è rimasta stabile nel tempo, indicando che non c'è stata influenza stagionale sulla resistenza ai farmaci.

#Infezioni Croniche e la Loro Durata

Per distinguere tra vere infezioni croniche e nuove infezioni, abbiamo misurato quanto a lungo gli individui fossero rimasti infetti con lo stesso ceppo. Abbiamo trovato che 34 individui avevano infezioni continue che duravano da un mese a un anno e mezzo. È interessante notare che quelli infetti per più tempo erano principalmente asintomatici, mostrando che queste persone possono mantenere infezioni senza mostrare sintomi.

#Conclusione

Questo studio voleva sviluppare metodi efficaci per valutare la complessità delle infezioni da malaria e comprendere le relazioni genetiche tra i parassiti Plasmodium falciparum. Combinando dati genetici da codici a barre e genomi interi, abbiamo ottenuto una migliore comprensione della diversità dei parassiti e delle dinamiche di trasmissione in The Gambia.

Il livello stabile di COI suggerisce un'intensità di trasmissione costante nella regione, evidenziando la necessità di considerare le dinamiche locali nelle strategie di controllo della malaria. Le nostre scoperte hanno anche sottolineato l'importanza di focalizzarsi sui portatori asintomatici per valutare accuratamente l'intera diversità genetica della popolazione di parassiti della malaria.

Con i nostri dati che indicano interconnessione all'interno delle famiglie e suggerendo che i cambiamenti stagionali influenzano la diversità genetica, raccomandiamo che le strategie di controllo affrontino tutti gli individui nelle famiglie con membri infetti. Un approccio più inclusivo, che comprende il rilevamento attivo delle infezioni asintomatiche, sarà essenziale nella lotta contro la malaria in The Gambia e oltre.