Nanovescicole rilasciate da globuli rossi infettati da Plasmodium falciparum , visto al microscopio elettronico. Barra della scala:100 nm Credito:Weizmann Institute of Science
Gli sforzi globali per sradicare la malaria dipendono in modo cruciale dalla capacità degli scienziati di superare in astuzia il parassita della malaria. e Plasmodium falciparum è notoriamente intelligente:sviluppa rapidamente resistenza ai farmaci e ha un ciclo di vita così complesso che bloccarlo efficacemente con un vaccino si è finora dimostrato elusivo. In un nuovo studio riportato in Comunicazioni sulla natura , ricercatori del Weizmann Institute of Science, insieme a collaboratori in Irlanda e Australia, hanno dimostrato che Plasmodium falciparum è ancora più subdolo di quanto si pensasse:non solo si nasconde dalle difese immunitarie del corpo, impiega una strategia attiva per ingannare il sistema immunitario.
Tra le malattie trasmissibili, la malaria è seconda solo alla tubercolosi per numero di vittime, mettendo a rischio quasi la metà della popolazione terrestre. Più di 200 milioni di persone vengono infettate ogni anno; circa mezzo milione muoiono, la maggior parte di loro bambini sotto i cinque anni di età. "La malaria è una delle malattie più devastanti del mondo:è una vera rovina per i paesi a basso reddito, dove ogni giorno uccide mille bambini piccoli, " afferma la dott.ssa Neta Regev-Rudzki del dipartimento di scienze biomolecolari di Weizmann. "Per combattere la malaria, dobbiamo capire la biologia di base di Plasmodium falciparum e scopri cosa lo rende un killer così pericoloso."
Regev-Rudzki aveva scoperto in precedenza, nei suoi studi post-dottorato nel laboratorio del Prof. Alan Cowman presso il Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research di Melbourne, Australia, che questi parassiti comunicano tra loro durante la fase di incubazione nel sangue. Lo fanno rilasciando nanovescicole simili a sacche - meno di 1 micron di diametro - che contengono piccoli segmenti del DNA del parassita. Apparentemente questi segnali aiutano i parassiti a capire quando è il momento di iniziare a trasformarsi in forme maschili e femminili, entrambi possono essere trasportati dalle zanzare in nuovi ospiti. Questa scoperta è stata tanto più sorprendente perché le nanovescicole devono attraversare sei membrane separate per comunicare il messaggio da un parassita all'interno di un globulo rosso a un altro.
Un monocita convertito in esca dal parassita della malaria:Il punto verde è il "carico" di materiale genetico all'interno della nanovescicola prodotta dal parassita. Credito:Weizmann Institute of Science
Nel nuovo studio, eseguita in collaborazione con il Prof. Andrew G. Bowie del Trinity College di Dublino e altri ricercatori, Regev-Rudzki e il suo team Weizmann hanno scoperto che parallelamente alla comunicazione con altri parassiti, Plasmodium falciparum utilizza questo stesso canale di comunicazione per un altro scopo:trasmettere un messaggio fuorviante al sistema immunitario della persona infetta. Entro le prime 12 ore dall'infezione dei globuli rossi, i parassiti inviano nanovescicole piene di DNA che penetrano nelle cellule chiamate monociti. Normalmente, i monociti costituiscono la prima linea di difesa del sistema immunitario contro l'invasione straniera, percepire il pericolo da lontano e allertare altri meccanismi immunitari per organizzare una risposta efficace. Naturalmente, il sistema immunitario invia la sua prossima linea di difesa a queste cellule.
Ma infatti, le nanovescicole hanno convertito i monociti in esche. Mentre il sistema immunitario è impegnato a difendere l'organismo da finti pericoli, la vera infezione procede all'interno dei globuli rossi, permettendo al parassita di moltiplicarsi senza ostacoli a velocità vertiginosa. Quando il sistema immunitario scopre il suo errore, si è perso tempo prezioso, e l'infezione è molto più difficile da contenere.
Il team di Regev-Rudzki ha identificato un sensore molecolare chiave, una proteina chiamata STING che si attiva quando le nanovescicole del parassita penetrano nei monociti. È STING che fornisce il falso allarme al sistema immunitario, inducendolo a "pensare" che i suoi monociti siano in pericolo. Quando gli scienziati hanno "eliminato" il gene che produce STING, la catena di reazioni molecolari che generava l'allerta fuorviante è stata interrotta.
"Abbiamo scoperto una strategia sovversiva che il parassita della malaria impiega per prosperare nel sangue umano, " Regev-Rudzki dice. "Interferendo con questa sovversione del sistema immunitario, potrebbe essere possibile in futuro sviluppare modi per bloccare l'infezione malarica".