Uma compreensão mais profunda do desenvolvimento sexual do parasita da malária abre oportunidades para bloquear a propagação da doença
Micrografia eletrônica colorida mostrando o parasita da malária (à direita, azul) anexando-se a um glóbulo vermelho humano. A inserção mostra um detalhe do ponto de fixação em maior ampliação. Crédito:NIAID Pela primeira vez, os estágios de desenvolvimento do parasita da malária humana mais mortal foram mapeados em alta resolução, permitindo aos investigadores compreender este adversário em constante adaptação com mais detalhes do que era possível anteriormente.
O estudo, publicado na Science , detalha os estágios críticos de desenvolvimento do parasita da malária, Plasmodium falciparum, usando sequenciamento de RNA unicelular. Isto fornece informações detalhadas sobre as fases da vida deste parasita à medida que ele amadurece, passando de um estado assexuado para um estado sexual, o que é necessário antes que o parasita possa ser transmitido aos mosquitos.
A investigação do Instituto Wellcome Sanger, do Centro de Investigação e Formação em Malária (MRTC) no Mali e de outros colaboradores contribui para o Atlas de Células de Malária, disponível gratuitamente. O Atlas fornece informações para pesquisadores de todo o mundo investigarem e gerarem ferramentas para rastrear a doença.
As novas informações acessíveis através do Atlas de Células da Malária também podem ajudar a identificar novas formas de bloquear o desenvolvimento do parasita, nomeadamente através de novos medicamentos ou vacinas que possam prevenir a transmissão.
A malária é uma doença potencialmente fatal, com uma estimativa de 249 milhões de casos e 608.000 mortes em todo o mundo em 2022. É causada pelo parasita Plasmodium, sendo o P. falciparum o tipo mais mortal deste parasita e o mais prevalente no continente africano.
P. falciparum é um parasita unicelular que evolui rapidamente, dificultando o desenvolvimento de diagnósticos, medicamentos e vacinas eficazes e duradouros para proteção contra ele. Os parasitas da malária têm uma enorme diversidade genética e as pessoas são frequentemente infectadas com múltiplas estirpes diferentes de parasitas. No Mali, cerca de 80 por cento das pessoas infectadas com malária são portadoras de múltiplas estirpes de parasitas geneticamente distintas.
Os parasitas da malária são encontrados na forma assexuada ou sexualmente desenvolvida no hospedeiro humano. A replicação assexuada em humanos é o que causa os sintomas da malária, mas para transmitir, os parasitas têm de se desenvolver e tornar-se uma célula reprodutiva masculina ou feminina, conhecida como gametócito.
O compromisso e o desenvolvimento sexual são controlados por fatores de transcrição, que são proteínas que regulam a atividade genética. As formas sexuais maduras do parasita circulam na corrente sanguínea até serem absorvidas pelos mosquitos.
Na investigação mais recente, do Instituto Wellcome Sanger e do MRTC no Mali, os investigadores utilizaram sequenciação de ARN unicelular de leitura longa e curta para mapear as fases de desenvolvimento sexual do P. falciparum em laboratório. Isso permitiu rastrear os níveis de expressão gênica e destacar quais genes estão envolvidos em cada etapa do processo.
A equipa aplicou então esta abordagem a parasitas provenientes de amostras de sangue recolhidas de quatro pessoas naturalmente infectadas com malária no Mali. Esta é a primeira vez que estas tecnologias foram aplicadas a cepas de infecção em tempo real com uma resolução tão alta.
Ao comparar os dados laboratoriais com os dados da infecção natural, os investigadores encontraram tipos de células do parasita nunca antes vistos em estirpes de laboratório, destacando a importância dos dados do mundo real.
A equipe comparou diferentes cepas naturais de P. falciparum dentro de cada doador para identificar genes de interesse.
Alguns dos genes que foram sobre-expressos em determinadas estirpes nas fases de desenvolvimento sexual estão envolvidos na sobrevivência do parasita no mosquito, incluindo um que desempenha um papel na redução da imunidade do mosquito. O próximo passo será avaliar o impacto que estes genes têm na transmissão.
Jesse Rop, co-autor do Wellcome Sanger Institute, disse:"Esta é a primeira vez que conseguimos mapear os estágios de desenvolvimento sexual dos parasitas da malária em cepas naturais e de laboratório, permitindo-nos obter uma visão mais profunda sobre o semelhanças e diferenças. A nossa investigação descobriu uma nova biologia presente nas estirpes que ocorrem naturalmente e que não é observada em estirpes de laboratório, melhorando a nossa compreensão de como a malária se desenvolve e se espalha."
Sunil Dogga, co-autor do Wellcome Sanger Institute, disse:"Nossa pesquisa contribui para o crescente Atlas de Células da Malária, fornecendo um recurso genômico de alta qualidade e acesso aberto para pesquisadores em todo o mundo. Este atlas de alta resolução pode ser usado pelos cientistas para obter uma compreensão clara dos genes que estão a investigar, combinar esforços de investigação e ajudar-nos a prevenir, controlar e tratar a malária de forma mais eficaz. Trabalhar em conjunto como uma comunidade científica é a única forma de conseguirmos controlar e tratar com sucesso. malária."
O professor Abdoulaye Djimdé, co-autor do Centro de Investigação e Formação em Malária da Universidade de Bamako, no Mali, e docente honorário do Instituto Wellcome Sanger, afirmou:"A malária tem um enorme impacto global, afectando milhões de pessoas todos os anos, e tenta controlar e tratar a doença são rapidamente superados pelo parasita. Compreender mais sobre o ciclo de vida do parasita, os genes envolvidos e os factores que os controlam pode ser vital para a investigação em curso sobre a malária. parasita, que se for alvo de futuros desenvolvimentos de medicamentos poderá quebrar o ciclo de transmissão e ajudar a minimizar a propagação."
Mara Lawniczak, autora sênior do Wellcome Sanger Institute, disse:"Este novo foco do projeto Malaria Cell Atlas em infecções naturais coincide com o uso de vacinas contra a malária pela primeira vez e um aumento contínuo da resistência aos medicamentos. RNA unicelular a sequenciação dá-nos uma janela para a utilização dos genes do parasita que não é possível com qualquer outra abordagem, ao mesmo tempo que proporciona uma compreensão muito mais clara de quão geneticamente diversos são os parasitas, mesmo dentro da mesma pessoa. O Atlas de Células da Malária é um recurso que esperamos que seja. cada vez mais útil no caminho para a eliminação da malária."
