Cientistas de Melbourne deram um passo significativo para o desenvolvimento de uma nova vacina contra a malária, revelando pela primeira vez um projeto de 'escala atômica' de como o parasita invade células humanas.

Usando a tecnologia vencedora do Prêmio Nobel cryo-EM (microscopia crioeletrônica), os pesquisadores mapearam o primeiro contato anteriormente oculto entre Plasmodium vivax parasitas da malária e glóbulos vermelhos jovens que invadem para iniciar a propagação do parasita por todo o corpo. A descoberta foi publicada hoje em Natureza .

O professor associado Wai-Hong Tham e o Dr. Jakub Gruszczyk do Walter and Eliza Hall Institute de Melbourne - em colaboração com o Dr. Rick Huang e o Dr. Zhiheng Yu do Howard Hughes Medical Institute (EUA) - resolveram o mistério da maquinaria molecular do parasita usa para se agarrar aos glóbulos vermelhos.

Esta etapa essencial no ciclo de vida da malária é o início dos sintomas clássicos associados à malária - febre, arrepios, Mal-estar, diarreia e vômitos - que podem durar semanas ou até mais.

Cryo-EM fornece chave de vacina

No início deste ano, a equipe descobriu P. vivax parasitas usam o receptor de transferrina humana para obter acesso aos glóbulos vermelhos, um estudo publicado na Science. Agora, com a ajuda da tecnologia revolucionária crio-EM, O professor associado Tham disse que a equipe foi capaz de superar os desafios técnicos anteriores para visualizar a interação em um nível atômico.

"Nós agora mapeamos, até o nível atômico, exatamente como o parasita interage com o receptor de transferrina humano, "Professor associado Tham disse.

"Isso é crítico para levar nossa descoberta original para o próximo estágio - desenvolver novos medicamentos e vacinas antimaláricas em potencial. O Cryo-EM está realmente abrindo portas para os pesquisadores visualizarem estruturas que antes eram grandes e complexas demais para 'resolver'."

P. vivax é o parasita da malária mais difundido em todo o mundo, e a causa predominante da malária na grande maioria dos países fora da África. Por causa de sua propensão a se 'esconder' sem ser detectado pelo sistema imunológico no fígado de uma pessoa, é também o parasita número um responsável por infecções recorrentes de malária.

Guiado pelo mapa 3-D, O professor associado Tham disse que a equipe foi capaz de descobrir os detalhes precisos da interação parasita-hospedeiro, identificando seus pontos mais vulneráveis.

“É basicamente um desafio de design. P. vivax parasitas são incrivelmente diversos - o que é um desafio para o desenvolvimento de vacinas. Agora identificamos a maquinaria molecular que seria o melhor alvo para uma vacina antimalárica eficaz contra a mais ampla gama de P. vivax parasitas, " ela disse.

"Com este nível de detalhe sem precedentes, podemos agora começar a projetar novas terapias que visem especificamente e interrompam a maquinaria de invasão do parasita, impedir que os parasitas da malária sequestrem os glóbulos vermelhos humanos para se espalharem pelo sangue e, em última análise, ser transmitido a outros. "

Explorando pontos fracos

Dr. Gruszczyk disse que a equipe também 'resolveu' como os anticorpos antimaláricos se ligam e bloqueiam P. vivax parasitas para impedi-los de invadir os glóbulos vermelhos, usando instalações de cristalografia de raios-X no Síncrotron australiano.

"Com este mapa de cristal, identificamos 'pontos fracos' adicionais que podem ser explorados como alvos terapêuticos. A informação nos permite voltar ao parasita e retirar a parte da proteína que fará a melhor vacina possível, "Dr. Gruszczyk disse.