Lo studio, pubblicato su Science , descrive in dettaglio le fasi critiche dello sviluppo del parassita della malaria, Plasmodium falciparum, utilizzando il sequenziamento dell'RNA a cellula singola. Fornisce informazioni dettagliate sulle fasi della vita di questo parassita man mano che matura, passando dallo stato asessuato allo stato sessuale, necessario prima che il parassita possa essere trasmesso alle zanzare.

La ricerca del Wellcome Sanger Institute, del Malaria Research and Training Center (MRTC) in Mali e di altri collaboratori si aggiunge al Malaria Cell Atlas, disponibile gratuitamente. L'Atlante fornisce informazioni ai ricercatori di tutto il mondo per indagare e generare strumenti per monitorare la malattia.

Le nuove informazioni accessibili attraverso il Malaria Cell Atlas possono anche aiutare a identificare nuovi modi per bloccare lo sviluppo del parassita, anche attraverso nuovi farmaci o vaccini che possono prevenire la trasmissione.

La malaria è una malattia mortale con circa 249 milioni di casi e 608.000 decessi a livello globale nel 2022. È causata dal parassita Plasmodium, di cui P. falciparum è il tipo più mortale di questo parassita e il più diffuso nel continente africano.

P. falciparum è un parassita unicellulare che si evolve rapidamente, rendendo difficile lo sviluppo di strumenti diagnostici, farmaci e vaccini efficaci e duraturi per la protezione contro di esso. I parassiti della malaria presentano un’enorme diversità genetica e le persone sono spesso infettate da molteplici ceppi di parassiti diversi. In Mali, circa l'80% delle persone infette dalla malaria sono portatori di più ceppi di parassiti geneticamente distinti.

I parassiti della malaria si trovano nell'ospite umano in forma asessuata o sessualmente sviluppata. La replicazione asessuata negli esseri umani è ciò che causa i sintomi della malaria, ma per trasmettersi i parassiti devono svilupparsi e diventare una cellula riproduttiva maschile o femminile, nota come gametocita.

L’impegno e lo sviluppo sessuale sono controllati da fattori di trascrizione, che sono proteine ​​che regolano l’attività genetica. Le forme sessuali mature del parassita circolano nel flusso sanguigno finché non vengono assorbite dalle zanzare.

Nell'ultima ricerca, condotta dal Wellcome Sanger Institute e dall'MRTC in Mali, i ricercatori hanno utilizzato il sequenziamento di RNA a singola cellula sia a lettura lunga che a lettura breve per mappare le fasi di sviluppo sessuale di P. falciparum in laboratorio. Ciò ha permesso loro di monitorare i livelli di espressione genetica ed evidenziare quali geni sono coinvolti in ogni fase del processo.

Il team ha poi applicato questo approccio ai parassiti provenienti da campioni di sangue raccolti da quattro persone naturalmente infette dalla malaria in Mali. Questa è la prima volta che queste tecnologie vengono applicate a ceppi di infezione in tempo reale con una risoluzione così elevata.

Confrontando i dati di laboratorio con i dati sull'infezione naturale, i ricercatori hanno scoperto tipi di cellule parassitarie mai osservati in precedenza nei ceppi di laboratorio, evidenziando l'importanza dei dati del mondo reale.

Il team ha confrontato diversi ceppi naturali di P. falciparum all'interno di ciascun donatore per identificare i geni di interesse.

Alcuni dei geni sovraespressi in particolari ceppi negli stadi di sviluppo sessuale sono coinvolti nella sopravvivenza del parassita nella zanzara, compreso uno che svolge un ruolo nell’attenuare l’immunità delle zanzare. Il prossimo passo sarà valutare l'impatto che questi geni hanno sulla trasmissione.

Jesse Rop, co-autore del Wellcome Sanger Institute, ha dichiarato:"Questa è la prima volta che siamo stati in grado di mappare gli stadi di sviluppo sessuale dei parassiti della malaria sia nei ceppi di laboratorio che in quelli naturali, permettendoci di ottenere una visione più profonda del fenomeno". somiglianze e differenze. La nostra ricerca ha scoperto una nuova biologia presente nei ceppi naturali che non si osserva nei ceppi di laboratorio, migliorando la nostra comprensione di come la malaria si sviluppa e si diffonde."

Il dottor Sunil Dogga, co-primo autore del Wellcome Sanger Institute, ha affermato:"La nostra ricerca si aggiunge al crescente Atlante cellulare della malaria, fornendo una risorsa genomica di alta qualità e ad accesso aperto per i ricercatori di tutto il mondo. Questo atlante ad alta risoluzione può essere utilizzato dagli scienziati per acquisire una chiara comprensione dei geni che stanno studiando, unire gli sforzi di ricerca e aiutarci a prevenire, controllare e curare in modo più efficace la malaria. Lavorare insieme come comunità scientifica è l’unico modo per controllare e curare con successo malaria."

Il professor Abdoulaye Djimdé, coautore del Centro di ricerca e formazione sulla malaria dell'Università di Bamako, in Mali, e Facoltà onoraria del Wellcome Sanger Institute, ha affermato:"La malaria ha un enorme impatto globale, colpendo milioni di persone ogni anno, e i tentativi di controllare e curare la malattia vengono rapidamente superati dal parassita. Comprendere meglio il ciclo di vita del parassita, i geni coinvolti e i fattori che li controllano può essere vitale per la ricerca in corso sulla malaria parassita, che se preso di mira nel futuro sviluppo di farmaci potrebbe interrompere il ciclo di trasmissione e contribuire a minimizzare la diffusione."

La Dott.ssa Mara Lawniczak, autrice senior del Wellcome Sanger Institute, ha affermato:“Questo nuovo focus del progetto Malaria Cell Atlas sulle infezioni naturali coincide con il primo utilizzo dei vaccini contro la malaria e con il continuo aumento della resistenza ai farmaci. il sequenziamento ci offre una finestra sull’utilizzo dei geni dei parassiti che non è possibile con nessun altro approccio, fornendo allo stesso tempo una comprensione molto più chiara di quanto siano geneticamente diversi i parassiti, anche all’interno della stessa persona. Il Malaria Cell Atlas è una risorsa che speriamo sia sempre più utile nel percorso verso l'eliminazione della malaria."