Malaria e il Parassita Plasmodium: Una Minaccia Nascosta

La pandemia da coronavirus ha fatto notizia per diversi anni, ma dovremmo prestare attenzione anche alla malaria umana, che colpisce milioni di persone ogni anno. La malaria è causata da un parassita chiamato Plasmodium, con il Plasmodium falciparum che è il più letale. Questo parassita colpisce principalmente bambini e persone con il sistema immunitario indebolito, come donne incinte e anziani, in particolare in regioni come l'Africa subsahariana e il Sud-est asiatico. Nel 2022, la malaria è stata responsabile di circa 608.000 morti.

#Il Parassita Plasmodium

Ci sono cinque tipi di Plasmodium che possono infettare gli esseri umani, ma il P. Falciparum è il più pericoloso. Questo parassita ha tattiche astute per sfuggire alle difese immunitarie del corpo. Lo fa attaccandosi ai vasi sanguigni, il che può causare problemi in vari organi, incluso il cervello. Per combattere la malaria in modo efficace, dobbiamo sapere di più su come questo parassita evita di essere rilevato e si replica nel corpo. Così possiamo trovare nuovi modi per curare la malaria.

#Come P. falciparum Sfugge al Sistema Immunitario

Un modo in cui il P. falciparum schiva la risposta immunitaria è cambiando le proteine sulla superficie dei globuli rossi infetti. Questo processo coinvolge un gruppo di geni chiamati famiglia di geni var, che produce una proteina nota come PfEMP-1. La ricerca ha dimostrato che l'espressione di questi geni può essere influenzata da cambiamenti epigenetici, che sono modifiche al DNA e alle proteine che influenzano come i geni vengono attivati o disattivati.

Nel P. falciparum, i geni di virulenza sono organizzati in modo speciale all'interno del nucleo della cellula, con certi marcatori che indicano che questi geni sono di solito inattivi. PfEMP1 viene spostato sulla superficie dei globuli rossi infetti, aiutandoli a attaccarsi al rivestimento dei vasi sanguigni. Ci sono circa 60 geni nella famiglia var, ma solo uno di essi è attivo alla volta. Il parassita può cambiare quale gene usa, il che lo aiuta a evitare di essere riconosciuto dal sistema immunitario.

#Il Processo di Cambio

Quando il parassita cambia quale gene var esprime, lo fa a un tasso del 2-18% per generazione. Questo rapido cambiamento rende più difficile per il corpo montare una difesa contro l'infezione. I ricercatori credono che durante questo processo, ci possa essere uno stato in cui nessun singolo gene var è dominante, e invece, diversi geni vengono espressi a bassi livelli. Questo è stato supportato da recenti studi scientifici.

Il gene var2csa è particolarmente importante perché si trova in molte ceppi del parassita ed è responsabile di gravi complicazioni durante la gravidanza. Quando il parassita infetta donne incinte, può attaccarsi alla placenta, causando problemi sia alla madre che al bambino. Anche se questo gene è principalmente attivo durante la gravidanza, può comunque essere espresso a bassi livelli in persone non incinte, suggerendo che potrebbe avere altri ruoli.

#Regolazione Genica nei Parassiti della Malaria

I ricercatori hanno fatto progressi nel capire come i geni var vengono accesi e spenti, ma non è ancora chiaro esattamente come funzioni questo processo. Alcuni geni var sono più importanti di altri, e dove si trovano questi geni sul cromosoma gioca un ruolo in quanto spesso vengono attivati. I geni che si trovano verso le estremità dei cromosomi tendono a essere attivati più frequentemente in risposta a pressioni ambientali, mentre quelli situati al centro sono generalmente più stabili.

Manipolando alcuni marcatori associati all'espressione genica, gli scienziati hanno scoperto che il gene var2csa sembra occupare una posizione significativa tra i geni var. Rimuovere questo gene porta a meno attivazione e a un'espressione costante di altri geni var nel tempo. Questo suggerisce che var2csa svolge un ruolo vitale nel regolare come gli altri geni var funzionano.

#Impatto della Cancellazione di Var2csa

Quando gli scienziati hanno studiato gli effetti della rimozione del gene var2csa, hanno trovano cambiamenti significativi nell'espressione degli altri geni var. Usando una tecnica di editing genetico chiamata CRISPR, i ricercatori hanno eliminato il locus var2csa ed esaminato le conseguenze. Hanno scoperto che l'espressione complessiva dei geni var è diminuita, indicando che var2csa è necessario per mantenere livelli di espressione adeguati degli altri geni var.

Hanno scoperto che la rimozione di var2csa ha portato a un numero inferiore di trascritti var, che sono i messaggi che trasmettono istruzioni per la produzione di proteine. Questo suggerisce che rimuovere var2csa non solo ostacola la sua stessa espressione, ma influisce anche sull'intera famiglia di geni var. Questo cambiamento porta a un'espressione più controllata a livello di trascrizione.

#Indagare la Struttura della Cromatina

Per capire i possibili cambiamenti nella struttura della cromatina causati dalla cancellazione di var2csa, i ricercatori hanno esaminato il ruolo di marcatori specifici associati alla regolazione genica. Hanno eseguito vari esperimenti per vedere come le caratteristiche strutturali della cromatina, che contiene il DNA all'interno della cellula, venivano alterate. I loro risultati hanno mostrato che la cancellazione di var2csa ha portato a un aumento del legame di marcatori repressivi in regioni di DNA correlate ai geni var.

Hanno anche condotto esperimenti per analizzare la struttura tridimensionale della cromatina. Questa indagine ha rivelato che alcune regioni della cromatina sono diventate più compatte e le interazioni tra diverse regioni di DNA sono cambiate. Tali alterazioni nella struttura della cromatina possono influenzare come i geni sono espressi, poiché il DNA compattato è meno accessibile per i macchinari che leggono e esprimono i geni.

#Conclusione

In sintesi, lo studio della malaria e dei modi in cui il parassita sfugge al sistema immunitario è fondamentale per sviluppare nuove strategie per combattere questa malattia mortale. La famiglia di geni var, in particolare il gene var2csa, gioca un ruolo centrale nella capacità del parassita di adattarsi e sopravvivere all'interno dell'ospite. Capire come questi geni sono regolati e come la loro espressione possa essere influenzata dai cambiamenti nella struttura della cromatina sarà cruciale nella lotta contro la malaria. Serve ulteriore ricerca per chiarire le complesse interazioni tra geni, i loro elementi regolatori e le caratteristiche strutturali della cromatina per svelare completamente i meccanismi dietro la persistenza della malaria e il suo impatto sulla salute globale.