Comprendere il peso della malaria in India

Un metodo che prevede l'infezione delle cellule del fegato con parassiti allevati dalle zanzare potrebbe migliorare lo studio della malaria in India.

Un nuovo approccio potrebbe illuminare una fase critica del ciclo di vita di uno dei parassiti della malaria più comuni. L'approccio è stato sviluppato dagli scienziati dell'Istituto di scienze dei materiali cellulari integrati (iCeMS) dell'Università di Kyoto in Giappone e pubblicato sul Malaria Journal. (1)

«Il parassita della malaria Plasmodium vivax può rimanere inattivo nelle cellule epatiche di una persona fino a anni dopo l'infezione, portando a recidive cliniche una volta riattivato il parassita», afferma il dottor Kouichi Hasegawa, (2) biologo delle cellule staminali iCeMS e uno dei corrispondenti autori dello studio.

Plasmodium vivax (3) è responsabile di circa 7,5 milioni di casi di malaria in tutto il mondo, di cui circa la metà in India. Attualmente, esiste un solo farmaco autorizzato per il trattamento della fase epatica del ciclo di vita del parassita, ma ha molti effetti collaterali e non può essere usato in donne in gravidanza e neonati. Anche lo stadio del fegato è difficile da studiare in laboratorio. Ad esempio, gli scienziati hanno lottato per ricreare alti tassi di infezione nelle cellule epatiche in coltura.

Il dottor Kouichi Hasegawa e i suoi colleghi in Giappone, India e Svizzera hanno sviluppato un sistema di successo per allevare parassiti della malaria matura, coltivare cellule epatiche umane e infettare le cellule con Plasmodium vivax. Sebbene non risolva il problema dell'alto tasso di infezione, il sistema fornisce nuove informazioni localizzate sullo stadio epatico del parassita.

«Il nostro studio fornisce una prova di concetto per rilevare l'infezione da Plasmodium vivax nelle cellule del fegato e fornisce la prima caratterizzazione di questo stadio infettivo di cui siamo a conoscenza in una regione endemica in India, che ospita il più alto carico di malaria vivax in tutto il mondo», dice Hasegawa.

I ricercatori hanno allevato le zanzare Anopheles stephensi (4) in un insettario in India. Le zanzare femmine sono state alimentate con sangue specifico da pazienti indiani con infezione da P. vivax. Due settimane dopo, gli sporozoiti maturi, lo stadio infettivo del parassita della malaria, sono stati estratti dalle ghiandole salivari delle zanzare e aggiunti alle cellule del fegato coltivate in una piastra di Petri. (5)

Gli scienziati hanno testato diversi tipi di cellule epatiche in coltura per cercare di trovare cellule che sarebbero state infettate da molti parassiti come nel corpo umano. I ricercatori hanno già provato a utilizzare cellule prelevate da biopsie epatiche e da varie linee cellulari di cancro al fegato. Finora, nessuno ha portato a grandi infezioni.

Hasegawa e i suoi colleghi hanno sperimentato tre tipi di cellule staminali che sono state trasformate in cellule epatiche in laboratorio. In particolare, hanno prelevato cellule del sangue da pazienti con infezione da malaria, le hanno spinte in cellule staminali pluripotenti e quindi le hanno trasformate in cellule epatiche. I ricercatori si sono chiesti se queste cellule sarebbero geneticamente più suscettibili all'infezione da malaria. Tuttavia, le cellule sono state lievemente infettate se esposte agli sporozoiti del parassita.

Un basso tasso di infezione significa che le cellule del fegato non possono essere utilizzate per testare contemporaneamente diversi composti anti-malaria. Ma i ricercatori hanno scoperto che le cellule potevano verificare se un composto anti-malaria specifico avrebbe funzionato per l'infezione di un paziente specifico. Ciò potrebbe migliorare il trattamento personalizzato per i pazienti.

Gli scienziati sono stati anche in grado di studiare uno dei molti aspetti dell'infezione da fegato parassita. Hanno osservato la proteina UIS4 della malaria interagire con la proteina umana LC3, che proteggeva il parassita dalla distruzione. Ciò dimostra che il loro approccio può essere utilizzato per approfondire questo importante stadio del ciclo di vita di Plasmodium vivax.

Informazioni sull'Istituto di scienze dei materiali cellulari integrati (iCeMS) dell'Università di Kyoto:

In iCeMS, la nostra missione è esplorare i segreti della vita creando composti per controllare le cellule e, più avanti, per creare materiali ispirati alla vita. (6)

Riferimenti:

(1) Plasmodium vivax liver stage assay platforms using Indian clinical isolates

(2) Kouichi Hasegawa

(3) Plasmodium vivax

(4) Anopheles stephensi

(5) Piastra di Petri

(6) iCeMS : Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS), Kyoto University

Descrizione foto: i ricercatori hanno infettato sperimentalmente le cellule del fegato con parassiti allevati dalle zanzare e hanno caratterizzato l'infezione da malaria vivax in India. - Credit: Mindy Takamiya/Kyoto University iCeMS.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Getting a grasp on India’s malaria burden