Le strategie subdole della malaria contro la risposta immunitaria

La malaria è una malattia seria causata da piccoli Parassiti che entrano nel corpo tramite le punture delle zanzare. Nonostante tanti sforzi per eliminarla, la malaria rimane un grosso problema di salute in molte regioni tropicali. Il principale parassita che causa malattie gravi e morte è il Plasmodium falciparum. Questo parassita cresce rapidamente nei globuli rossi, facendo copie di se stesso ogni due giorni. Quando si moltiplica, il parassita cambia la forma dei globuli rossi, rendendoli più rigidi e rotondi. Questi globuli alterati faticano a passare attraverso la milza, che normalmente filtra via i globuli rossi danneggiati o infetti.

Per non essere rimossi dalla milza, il parassita usa proteine speciali per attaccarsi alle pareti dei vasi sanguigni. Una proteina importante si chiama PfEMP1. Questa proteina permette ai globuli rossi infetti di aggrapparsi a certi tessuti e rimanere fuori dalla circolazione, aiutando i parassiti a sfuggire al riconoscimento del Sistema Immunitario del corpo.

Quando i parassiti si attaccano alle pareti dei vasi, possono bloccare il flusso sanguigno e causare infiammazione, portando a complicazioni serie, tra cui la malaria cerebrale, che colpisce il cervello, e la malaria placentare, che influisce sulla gravidanza.

#Risposta Immunitaria e Variazione Antigenica

Il corpo umano risponde alla presenza della proteina PfEMP1 producendo anticorpi. Questi anticorpi possono aiutare a ridurre il numero di parassiti nel flusso sanguigno. Tuttavia, i parassiti possono sfuggire a essere completamente eliminati cambiando il tipo di PfEMP1 che mostrano sulla loro superficie. Questo cambiamento è noto come variazione antigenica. I parassiti hanno molte versioni diverse di PfEMP1, ognuna codificata da geni specifici. Quando un gene è attivo, altri rimangono inattivi. Cambiando quale gene è attivo, i parassiti possono continuamente evitare di essere riconosciuti dal sistema immunitario.

Questo cambiamento aiuta i parassiti a mantenere un'infezione a lungo, anche per oltre un anno, ciclando attraverso diversi geni di PfEMP1. Tuttavia, alcuni casi di infezioni croniche durano molto di più, a volte per un decennio o più, senza mostrare sintomi. I ricercatori si chiedono come queste infezioni durature evitino di essere eliminate dal sistema immunitario una volta che le loro versioni disponibili di PfEMP1 sembrano esaurite.

Uno studio dettagliato su un'infezione asintomatica ha trovato che i parassiti non esprimevano più alcun gene di PfEMP1 e avevano perso la capacità di attaccarsi ai vasi sanguigni. Poiché non esprimevano PfEMP1, questi parassiti erano "invisibili" al sistema immunitario, permettendo loro di persistere non rilevati fino a quando la milza veniva rimossa, portando a una rapida ricomparsa.

#Variazioni nell'Espressione genica

Negli esseri viventi, l'espressione dei geni di PfEMP1 può cambiare a causa di un processo regolato dal materiale genetico della cellula. Il controllo su quale gene è attivo è gestito attraverso cambiamenti chimici nel DNA. Questa regolazione permette a un solo gene di PfEMP1 di essere attivo alla volta. Tuttavia, l'esistenza di parassiti “PfEMP1-null” solleva interrogativi su come avvengano questi cambiamenti nei geni.

Questo meccanismo di cambiamento genico si vede anche in altri organismi, dove è spesso collegato a come le cellule si sviluppano o rispondono al loro ambiente. Nei parassiti, la scelta di quale gene esprimere può cambiare, permettendo loro di adattarsi alla risposta immunitaria dell'ospite.

I recenti progressi tecnologici hanno permesso agli scienziati di studiare singole cellule di parassiti piuttosto che solo grandi popolazioni. Questo esame più ravvicinato rivela che le cellule all'interno dello stesso gruppo possono comportarsi in modo molto diverso. Ad esempio, una potrebbe esprimere un alto livello di un gene di PfEMP1 mentre un'altra esprime più geni di PfEMP1 a livelli bassi o nessuno.

#Indagare sull'Espressione Genica nei Parassiti

Per capire meglio come funzionano queste espressioni geniche nella malaria, i ricercatori hanno analizzato una grande collezione di popolazioni di parassiti strettamente correlate. L'analisi ha rivelato che alcuni cloni di parassiti seguivano il modello previsto di esprimere solo un gene di PfEMP1, mentre altri mostravano comportamenti inaspettati, esprimendo più geni di PfEMP1 a livelli molto bassi.

Studiano le cellule individuali, i ricercatori hanno osservato che i modelli di espressione genica erano diversi da quanto si pensasse in precedenza. Alcune cellule esprimevano solo un gene di PfEMP1 dominante, mentre altre non ne esprimevano nessuno o una combinazione di diversi geni. Questa variabilità sfida la visione stabilita che ogni parassita segua la regola di esprimere solo un gene di PfEMP1 alla volta.

#Regolazione dell'Espressione Genica

I ricercatori hanno anche esplorato come il livello di una molecola chiamata S-adenosilmetionina (SAM) influisca sull'espressione genica in questi parassiti. Il SAM è importante per aggiungere segni chimici al DNA, che possono controllare come i geni vengono espressi. Quando i ricercatori hanno ridotto l'attività dell'enzima che produce il SAM, hanno trovato che ciò portava a un'espressione molto più alta di più geni di PfEMP1 rispetto ai parassiti "wild-type", che solitamente esprimono solo un gene dominante.

I risultati suggeriscono che abbassare la disponibilità di SAM potrebbe portare a una maggiore competizione genica, risultando in più geni di PfEMP1 espressi. Questa scoperta offre uno spunto sui meccanismi che potrebbero controllare come i parassiti cambiano i loro geni per eludere la risposta immunitaria.

#Miglioramento della Rilevazione dell'Espressione Genica

Per migliorare la rilevazione di bassi livelli di trascritti del gene PfEMP1, i ricercatori hanno usato sonde specializzate per catturare più RNA da questi geni. Questo metodo ha permesso loro di aumentare con successo la visibilità delle espressioni del gene PfEMP1, mostrando che anche in popolazioni ritenute a bassa espressione, più geni di PfEMP1 potevano essere rilevati.

Combinando tecniche avanzate di sequenziamento dell'RNA, i ricercatori hanno scoperto che alcuni parassiti nello stato “basso-molti” stavano, in effetti, esprimendo diversi geni di PfEMP1, sebbene a livelli bassi. Questa osservazione aggiunge un ulteriore livello di complessità alla nostra comprensione di come i parassiti della malaria sfuggano al sistema immunitario.

#Conferma dei Risultati con Nuove Tecniche

Utilizzando un nuovo metodo di sequenziamento dell'RNA che offre maggiore sensibilità, i ricercatori sono stati in grado di convalidare ulteriormente i loro risultati. La tecnica migliorata ha rivelato distinti gruppi di parassiti basati sui loro modelli di espressione genica.

I parassiti di gruppi che esprimono un singolo gene di PfEMP1 erano chiaramente differenti da quelli che esprimevano geni misti. I risultati sostenevano l'idea che questi parassiti abbiano un modo più complesso di gestire l'espressione genica rispetto a quanto si pensasse in precedenza.

#Impatto sul Riconoscimento Immunitario

Una domanda chiave rimasta è se i parassiti che esprimono bassi livelli di PfEMP1 sulle loro superfici possano comunque essere rilevati dal sistema immunitario. Per esplorare questo, i ricercatori hanno usato anticorpi da individui con forte immunità alla malaria. Quando testavano contro diverse linee di parassiti clonali, i risultati hanno mostrato che i parassiti nello stato “basso-molti” erano meno riconosciuti dagli anticorpi rispetto a quelli nello stato “alto-singolo”.

Questa riduzione nel riconoscimento suggerisce che questi parassiti “basso-molti” potrebbero sfuggire alla risposta immunitaria, permettendo loro di persistere nel corpo per periodi prolungati. Questo potrebbe aiutare a spiegare la natura delle infezioni asintomatiche croniche da malaria.

#Infezioni Prolungate e Implicazioni

La capacità dei parassiti della malaria di sopravvivere e prosperare evitando il sistema immunitario è cruciale per capire come questa malattia possa persistere così a lungo senza sintomi. Rivelando un meccanismo in cui l'espressione di PfEMP1 può essere ridotta o silenziata, i ricercatori propongono un modello in cui questi parassiti a bassa espressione possono coesistere con le risposte immunitarie per un lungo periodo.

Le informazioni ottenute dallo studio della flessibilità nell'espressione genica dei parassiti aprono nuove strade per potenziali trattamenti e strategie di prevenzione. Capire come la malaria riesca a evadere il sistema immunitario può aiutare a sviluppare migliori interventi per combattere la malattia.

Riconoscendo le complesse strategie che questi parassiti usano per sopravvivere, i ricercatori possono lavorare per creare vaccini e approcci terapeutici più efficaci per eliminare la malaria e ridurre il suo impatto sulla salute pubblica.

In conclusione, le scoperte su come i parassiti della malaria usano varie strategie per evitare la rilevazione da parte del sistema immunitario evidenziano la necessità di una continua ricerca. Comprendere i meccanismi dell'espressione genica e dell'evasione immunitaria sarà fondamentale nella lotta contro la malaria e negli sforzi per eradicare questa devastante malattia.