La malaria è endemica in vaste aree dell'Africa, Asia e Sud America e uccide ogni anno più di 400, 000 persone, la maggior parte dei quali sono bambini di età inferiore ai 5 anni, con centinaia di milioni di nuove infezioni ogni anno.

Sebbene siano disponibili combinazioni di farmaci a base di artemisinina per il trattamento della malaria, i rapporti dal sud-est asiatico sui fallimenti terapeutici stanno sollevando preoccupazioni sulla diffusione della resistenza ai farmaci in Africa. Fortunatamente, c'è speranza all'orizzonte perché ci sono diversi nuovi candidati farmaci antimalarici in fase di test clinici e altri promettenti bersagli farmacologici che sono in fase di studio.

Un team di ricerca internazionale ha determinato per la prima volta la struttura atomica di una proteina chinasi chiamata PKG nei parassiti del Plasmodium che causano la malaria, una scoperta che potenzialmente aiuterà a creare una nuova generazione di farmaci antimalarici e a far progredire la ricerca fondamentale.

PKG svolge ruoli essenziali nelle fasi di sviluppo del complesso ciclo di vita del parassita, quindi comprendere la sua struttura è la chiave per sviluppare terapie contro la malaria che colpiscano specificamente la PKG e non altri enzimi umani, secondo il ricercatore Dr. Charles Calmettes.

"Fino ad ora, non avevamo la struttura per PKG da nessun organismo. Ci sono differenze tra la PKG umana e la PKG della malaria, ma finora questo è il miglior modello che abbiamo per capire la versione della proteina nei mammiferi, " disse Calmettes, un assistente professore all'INRS-Institut Armand-Frappier in Quebec.

Sono stati realizzati potenti inibitori PKG di prima generazione che prendono di mira selettivamente il parassita PKG, ma non il PKG umano a causa di una significativa differenza strutturale tra i due enzimi nella tasca di legame dell'inibitore rivelata dagli studi di cristallografia.

La linea di luce CMCF della Canadian Light Source presso l'Università del Saskatchewan ha consentito ai ricercatori di ottimizzare i cristalli PKG e raccogliere i set di dati iniziali per il progetto.

"Avere accesso al forte raggio di raggi X per raccogliere dati di diffrazione e cristalli di proteine ​​dello schermo al CLS è stato molto importante per completare il nostro progetto, " Egli ha detto, l'aggiunta di gran parte della delucidazione sulla struttura proteica è stata fatta dai ricercatori dello Structural Genomics Consortium dell'Università di Toronto.

Quando una zanzara infetta morde un essere umano, i parassiti della malaria vengono trasportati rapidamente al fegato, dove invadono le cellule del fegato (epatociti) e si moltiplicano. Gli epatociti scoppiano, rilasciando decine di migliaia di parassiti trasformati (merozoiti) che invadono i globuli rossi. Lì i merozoiti si moltiplicano ulteriormente e rompono le cellule del sangue, un processo che produce febbre, brividi, nausea e altri sgradevoli effetti della malaria.

Una zanzara che si nutre del sangue di un essere umano infetto raccoglierà il parassita e trasmetterà la malattia ad altri umani, che continua il ciclo mortale.

Esperimenti precedenti hanno dimostrato che diversi stadi di sviluppo del parassita dipendono dalla PKG, che controlla la segnalazione del calcio all'interno delle cellule. I segnali di calcio regolano le attività cellulari, compreso il momento preciso del rilascio dei merozoiti dalle cellule del sangue, e i processi di replicazione dei parassiti all'interno della zanzara.

"PKG è un buon bersaglio farmacologico perché puoi mirare alle fasi del ciclo di vita del parassita che causano i sintomi della malattia, ma anche a quelle che trasmettono la malattia attraverso le zanzare, impedendo così al parassita di causare malattie nell'ospite umano. Gli esperimenti hanno dimostrato che quando aggiungi un inibitore di PKG agli stadi trasmissibili (gametociti), il parassita non è in grado di crescere nella zanzara e infettare un nuovo ospite, " disse Calmette.