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# Ciências da saúde# Malattie infettive (eccetto HIV/AIDS)

O Impacto da Imunidade na Severidade da Malária

Pesquisas mostram como a imunidade pré-existente afeta os resultados da infecção por malária.

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Índice

A malária é uma doença séria causada por um parasita chamado Plasmodium, que infecta as células vermelhas do sangue nos seres humanos. Existem vários tipos de Plasmodium que podem causar malária, mas um dos mais perigosos é o Plasmodium falciparum. Esse tipo em particular muda a superfície das células vermelhas do sangue infectadas, dificultando a detecção e eliminação pelo sistema imunológico.

Processo de Infecção

Quando o P. falciparum infecta uma pessoa, ele entra nas células vermelhas do sangue e começa a crescer e se replicar. À medida que se desenvolve, as células infectadas mudam de forma que conseguem grudar em pequenos vasos sanguíneos. Esse processo ajuda o parasita a evitar ser removido pelo baço, que é um órgão que filtra o sangue. No entanto, essa aderência também pode causar obstruções nos vasos sanguíneos e levar a inflamações, contribuindo para a gravidade dos sintomas da malária.

Proteínas de Superfície e Respostas Imunes

A superfície das células vermelhas do sangue infectadas é alterada por proteínas chamadas Antígenos de Superfície Variantes (VSA). Uma das mais importantes dessas proteínas se chama PfEMP1. O corpo reconhece diferentes formas de PfEMP1 devido a uma grande quantidade de variações nos genes que as produzem. Cada cepa de P. falciparum tem um conjunto único desses genes, o que proporciona um vasto estoque de possíveis variações globalmente.

A expressão desses genes var é rigorosamente regulada, ou seja, a qualquer momento, apenas um tipo de gene var está ativo, enquanto os outros estão silenciosos. Quando o parasita infecta uma pessoa, ele pode mudar para diferentes genes var ao longo do tempo, permitindo que ele evite a resposta imune desenvolvida contra ele.

Impacto da Imunidade Pré-existente

A resposta imunológica à malária é complexa. Pessoas que já tiveram malária frequentemente desenvolvem algum nível de imunidade, o que ajuda a controlar infecções futuras. Esses indivíduos, muitas vezes chamados de "sero-altos", conseguem reconhecer uma gama mais ampla de variantes de PfEMP1 e respondem mais efetivamente à infecção. Em contraste, os indivíduos "sero-baixos" podem apresentar sintomas mais graves porque têm uma imunidade menos desenvolvida.

Durante a infecção, os indivíduos sero-baixos costumam expressar uma variedade maior de genes var, enquanto os sero-altos mostram mais consistência e menor diversidade nos genes que expressam. Essa diferença pode levar a resultados distintos em termos de sintomas e gravidade da doença.

Descobertas do Estudo sobre Expressão de Genes Var

Pesquisas mostram que, quando indivíduos infectados com malária são estudados, diferenças significativas surgem na expressão de genes var com base na sua imunidade anterior à doença. Em testes em que voluntários foram infectados com P. falciparum, aqueles com níveis mais altos de Anticorpos contra certos fragmentos de PfEMP1 demonstraram uma infecção mais controlada.

O estudo avaliou amostras de sangue coletadas de voluntários em vários momentos após a infecção. Constatou-se que aqueles com imunidade pré-existente conseguiam gerenciar melhor a infecção, apresentando sintomas menos severos e níveis mais baixos do parasita no sangue em comparação com aqueles sem essa imunidade. Além disso, a variedade de genes var expressos nesses indivíduos era menor, sugerindo que seus sistemas imunológicos eram mais eficazes em combater o parasita.

Papel dos Anticorpos Imunológicos

O sistema imunológico produz anticorpos para reconhecer e atacar as proteínas PfEMP1. Indivíduos com níveis mais altos de anticorpos específicos tendem a ter melhor controle sobre a infecção. Além disso, a amplitude da resposta de anticorpos-ou seja, quantas proteínas PfEMP1 diferentes o corpo poderia reconhecer-estava ligada a melhores resultados.

Durante os estudos, o aumento dos níveis de anticorpos contra domínios de PfEMP1 foi acentuado em aqueles que não tinham sido expostos à malária antes (indivíduos sero-baixos). Eles mostraram um aumento significativo de anticorpos após a infecção, demonstrando que seus sistemas imunológicos estavam aprendendo a reconhecer e combater o parasita.

Mecanismos de Seleção do Vírus

Os parasitas da malária podem mudar suas proteínas de superfície para evitar serem atacados pelo sistema imunológico. Essa mudança é chamada de "mudança intrínseca", permitindo que o parasita se adapte rapidamente. Além de mudar, o P. falciparum pode alterar a proporção de genes que expressa com base na pressão de seleção do sistema imunológico.

Em indivíduos com respostas imunes robustas, certas variantes de PfEMP1 são eliminadas mais rapidamente. Por outro lado, parasitas em pessoas com menos imunidade podem expressar uma gama mais ampla de genes var, dificultando para o sistema imunológico se acompanhar.

Estudos In-Vitro e Resultados

Em estudos laboratoriais, pesquisadores cultivaram amostras de parasitas de indivíduos sero-altos e sero-baixos. Eles analisaram como a expressão de genes var mudava ao longo do tempo na ausência de pressão imune. Os resultados indicaram que amostras de indivíduos sero-baixos chegavam a um estado estável relativamente rápido, expressando uma variedade diversa de genes var. Por outro lado, amostras de indivíduos sero-altos mostraram mais variabilidade, levando mais tempo para se estabelecerem em um padrão de expressão consistente.

Essas observações sugerem que indivíduos com respostas imunes fortes podem experimentar mais flutuação na expressão de var. Essa variabilidade indica que o sistema imunológico está continuamente se ajustando para combater a infecção.

Conclusão

As descobertas dos estudos sobre infecções por P. falciparum destacam a importância da imunidade pré-existente em determinar o resultado das infecções por malária. Aqueles com respostas imunes mais robustas estão melhor equipados para lidar com a doença, apresentando sintomas menos severos e uma infecção mais controlada.

A capacidade do parasita de mudar entre genes var complica a interação com o sistema imunológico, permitindo que ele prospere mesmo em indivíduos com algum nível de imunidade. Pesquisas em andamento visam compreender melhor essas interações complexas, o que pode eventualmente levar a tratamentos e vacinas mais eficazes contra a malária.

Entender esses mecanismos contribui para o conhecimento geral sobre a patogênese da malária e o desenvolvimento de estratégias para combater essa doença devastadora.

Fonte original

Título: Diverse and weakly immunogenic var gene expression facilitates malaria infection

Resumo: Plasmodium falciparum is believed to escape immunity via antigenic variation, mediated in part by 60 var genes. These genes undergo mutually exclusive expression and encode the PfEMP1 surface antigen. The frequency of var switching and the immunogenicity of each expressed PfEMP1 remain unclear. To this end, we carried out a Controlled Human Malaria Infection (CHMI) study with 19 adult African volunteers in The Gambia to gain insight into the effect of naturally acquired immunity on the expressed var gene repertoire during early phase of an infection. Our findings demonstrated a strong correlation between the diversity of var expression, quantified through entropy, and infection outcome. Low-immunity individuals were characterised by high var entropy profiles, higher parasitaemia, and lower sero-recognised PfEMP1 domains compared to high-immunity individuals. For the first time we recorded the probability of var gene switching in vitro and of turnover in vivo, enabling us to estimate both intrinsic switching and negative-selection effects. These processes are rapid, resulting in estimated turnover/switching probabilities of 69% - 97% and 7% - 57% per generation, in vivo and in vitro, respectively. Var (PfEMP1) expression triggered time-dependent humoral immune responses in low immunity individuals, with many PfEMP1 domains remaining weakly immunogenic. We conclude that the role of intrinsic var switching is to reset and maintain a diverse var repertoire. The high var switching rates and weak PfEMP1 immunogenicity benefit parasite survival during the CHMI.

Autores: Antoine Claessens, I. Bhardwaj, P. B. Nyarko, A. B. Ashn, C. Cohen, S. Ceesay, J. Achan, E. Dabira, R. Nakajima, A. Jain, O. Taghavian, A. Jasinskas, P. L. Felgner, U. D'Alessandro, T. Bousema, M. Travassos, O. Radulescu

Última atualização: 2024-01-02 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.27.23300577

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.27.23300577.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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