I parassiti della malaria invadono i globuli rossi umani, poi li interrompono e infettano gli altri. I ricercatori dell'Università di Basilea e dello Swiss Tropical and Public Health Institute hanno ora sviluppato le cosiddette nanomimiche delle membrane delle cellule ospiti che ingannano i parassiti. Ciò potrebbe portare a nuove strategie di trattamento e vaccinazione nella lotta contro la malaria e altre malattie infettive. I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica ACS Nano .

Per molte malattie infettive attualmente non esiste un vaccino. Inoltre, la resistenza ai farmaci attualmente in uso si sta diffondendo rapidamente. Per combattere queste malattie, sono necessarie strategie innovative che utilizzino nuovi meccanismi di azione. Il parassita della malaria Plasmodium falciparum trasmesso dalla zanzara Anopheles ne è un esempio. La malaria è ancora responsabile di più di 600, 000 decessi all'anno, colpisce soprattutto i bambini in Africa (OMS, 2012).

Bolle artificiali con recettori

I parassiti della malaria normalmente invadono i globuli rossi umani in cui si nascondono e si riproducono. Quindi fanno esplodere la cellula ospite e infettano nuove cellule. Usando la nanomimica, questo ciclo può ora essere efficacemente interrotto:i parassiti in uscita ora si legano ai nanomimici invece che ai globuli rossi.

Ricercatori di gruppi guidati dal Prof. Wolfgang Meier, La prof. Cornelia Palivan (entrambe all'Università di Basilea) e il prof. Hans-Peter Beck (Swiss TPH) hanno progettato e testato con successo la nanomimica delle cellule ospiti. Per questo, hanno sviluppato una semplice procedura per produrre vescicole polimeriche – piccole bolle artificiali – con recettori delle cellule ospiti sulla superficie. La preparazione di tali vescicole polimeriche con recettori dell'ospite solubili in acqua è stata effettuata utilizzando una miscela di due diversi copolimeri a blocchi. In soluzione acquosa, le nanomimiche si formano spontaneamente per autoassemblaggio.

Bloccare i parassiti in modo efficiente

Generalmente, i parassiti della malaria distruggono le cellule ospiti dopo 48 ore e quindi infettano nuovi globuli rossi. In questa fase, devono legarsi a specifici recettori delle cellule ospiti. La nanomimica è ora in grado di legare i parassiti in uscita, bloccando così l'invasione di nuove cellule. I parassiti non sono più in grado di invadere le cellule ospiti, però, sono completamente accessibili al sistema immunitario.

I ricercatori hanno esaminato in dettaglio l'interazione della nanomimica con i parassiti della malaria utilizzando la fluorescenza e la microscopia elettronica. Un gran numero di nanomimici è stato in grado di legarsi ai parassiti e la riduzione dell'infezione attraverso i nanomimici è stata 100 volte superiore rispetto a una forma solubile dei recettori delle cellule ospiti. In altre parole:per bloccare tutti i parassiti, è necessaria una concentrazione 100 volte maggiore di recettori delle cellule ospiti solubili, rispetto a quando i recettori sono presentati sulla superficie dei nanomimici.

"I nostri risultati potrebbero portare a nuove strategie alternative di trattamento e vaccini in futuro", dice Adrian Najer primo autore dello studio. Poiché molti altri agenti patogeni utilizzano lo stesso recettore della cellula ospite per l'invasione, la nanomimica potrebbe essere utilizzata anche contro altre malattie infettive. Il progetto di ricerca è stato finanziato dal Fondo nazionale svizzero per la scienza e dal NCCR "Molecular Systems Engineering".