Gli scienziati di Melbourne hanno compiuto un passo significativo verso lo sviluppo di un nuovo vaccino per la malaria, rivelando per la prima volta un progetto su "scala atomica" di come il parassita invade le cellule umane.

Utilizzando la tecnologia vincitrice del premio Nobel cryo-EM (microscopia crioelettronica), i ricercatori hanno mappato il primo contatto precedentemente nascosto tra Plasmodium vivax parassiti della malaria e giovani globuli rossi che invadono per iniziare la diffusione dei parassiti in tutto il corpo. La scoperta è stata pubblicata oggi in Natura .

Il Professore Associato Wai-Hong Tham e il Dr. Jakub Gruszczyk del Walter and Eliza Hall Institute di Melbourne, in collaborazione con il Dr. Rick Huang e il Dr. Zhiheng Yu presso l'Howard Hughes Medical Institute (USA), hanno risolto il mistero del meccanismo molecolare del parassita usa per attaccarsi ai globuli rossi.

Questo passaggio essenziale nel ciclo di vita della malaria è l'inizio dei classici sintomi associati alla malaria:febbre, brividi, malessere, diarrea e vomito, che possono durare settimane o anche di più.

Cryo-EM fornisce la chiave del vaccino

All'inizio di quest'anno, la squadra ha scoperto P. vivax i parassiti utilizzano il recettore della transferrina umana per accedere ai globuli rossi, uno studio pubblicato su Science. Ora, con l'aiuto della rivoluzionaria tecnologia cryo-EM, Il professore associato Tham ha affermato che il team è stato in grado di superare le precedenti sfide tecniche per visualizzare l'interazione a livello atomico.

"Ora abbiamo mappato, fino al livello atomico, esattamente come il parassita interagisce con il recettore della transferrina umana, "Ha detto il professore associato Tham.

"Questo è fondamentale per portare la nostra scoperta originale alla fase successiva:lo sviluppo di potenziali nuovi farmaci e vaccini antimalarici. Cryo-EM sta davvero aprendo le porte ai ricercatori per visualizzare strutture che in precedenza erano troppo grandi e complesse da "risolvere" prima".

P. vivax è il parassita della malaria più diffuso al mondo, e la causa predominante della malaria nella stragrande maggioranza dei paesi al di fuori dell'Africa. A causa della sua propensione a "nascondersi" non rilevata dal sistema immunitario nel fegato di una persona, è anche il parassita numero uno responsabile delle infezioni ricorrenti di malaria.

Guidati dalla mappa 3D, Il professore associato Tham ha affermato che il team è stato in grado di scoprire i dettagli precisi dell'interazione ospite-parassita, individuandone i punti più vulnerabili.

"È fondamentalmente una sfida di design. P. vivax i parassiti sono incredibilmente diversi, il che è una sfida per lo sviluppo di vaccini. Ora abbiamo identificato il macchinario molecolare che sarebbe il miglior bersaglio per un vaccino antimalarico efficace contro la più ampia gamma di P. vivax parassiti, " lei disse.

"Con questo livello di dettaglio senza precedenti, ora possiamo iniziare a progettare nuove terapie che colpiscano e distruggano specificamente il meccanismo di invasione del parassita, impedire ai parassiti della malaria di dirottare i globuli rossi umani per diffondersi attraverso il sangue e, in definitiva, essere trasmesso ad altri».

Sfruttare i punti deboli

Il dott. Gruszczyk ha affermato che il team ha anche "risolto" il modo in cui gli anticorpi antimalarici si legano e bloccano P. vivax parassiti per impedire loro di invadere i globuli rossi, utilizzando strutture di cristallografia a raggi X presso l'Australian Synchrotron.

"Con questa mappa di cristallo, abbiamo identificato ulteriori "punti deboli" che potrebbero essere sfruttati come bersagli terapeutici. L'informazione ci permette di risalire al parassita ed estrarre la parte della proteina che farà il miglior vaccino possibile, " ha detto il dottor Gruszczyk.