Por primera vez, se han mapeado en alta resolución las etapas de desarrollo del parásito de la malaria humana más mortífero, lo que permite a los investigadores comprender a este adversario en constante adaptación con más detalle de lo que antes era posible.
El estudio, publicado en Science , detalla las etapas críticas de desarrollo del parásito de la malaria, Plasmodium falciparum, utilizando secuenciación de ARN unicelular. Esto brinda información detallada sobre las etapas de vida de este parásito a medida que madura, pasando de un estado asexual a un estado sexual, lo cual es necesario antes de que el parásito pueda transmitirse a los mosquitos.
La investigación del Instituto Wellcome Sanger, el Centro de Investigación y Capacitación sobre la Malaria (MRTC) en Malí y otros colaboradores se suma al Atlas de células de la malaria, disponible de forma gratuita. El Atlas proporciona información a investigadores de todo el mundo para investigar y generar herramientas para rastrear la enfermedad.
Los novedosos conocimientos accesibles a través del Malaria Cell Atlas también pueden ayudar a identificar nuevas formas de bloquear el desarrollo del parásito, incluso a través de nuevos medicamentos o vacunas que puedan prevenir la transmisión.
La malaria es una enfermedad potencialmente mortal con un estimado de 249 millones de casos y 608.000 muertes en todo el mundo en 2022. Es causada por el parásito Plasmodium, siendo P. falciparum el tipo más mortífero de este parásito y el más prevalente en el continente africano.
P. falciparum es un parásito unicelular que evoluciona rápidamente, lo que dificulta el desarrollo de diagnósticos, medicamentos y vacunas duraderos y eficaces para proteger contra él. Los parásitos de la malaria tienen una enorme diversidad genética y las personas frecuentemente se infectan con múltiples cepas de parásitos diferentes. En Malí, alrededor del 80 por ciento de las personas infectadas con malaria son portadoras de múltiples cepas de parásitos genéticamente distintas.
Los parásitos de la malaria se encuentran en forma asexual o sexualmente desarrollada en el huésped humano. La replicación asexual en humanos es lo que causa los síntomas de la malaria, pero para transmitirse, los parásitos tienen que desarrollarse y convertirse en una célula reproductora masculina o femenina, conocida como gametocito.
El compromiso y el desarrollo sexual están controlados por factores de transcripción , que son proteínas que regulan la actividad genética. Las formas sexuales maduras del parásito circulan en el torrente sanguíneo hasta que son absorbidas por los mosquitos.
En la última investigación, del Instituto Wellcome Sanger y el MRTC en Mali, investigadores utilizaron secuenciación de ARN unicelular de lectura larga y corta para mapear las etapas de desarrollo sexual de P. falciparum en el laboratorio. Esto les permitió rastrear los niveles de expresión genética y resaltar qué genes están involucrados en cada etapa del proceso.
Luego, el equipo aplicó este enfoque a los parásitos de muestras de sangre recolectadas de cuatro personas infectadas naturalmente con malaria en Mali. Esta es la primera vez que estas tecnologías se aplican a cepas de infección en tiempo real con una resolución tan alta.
Al comparar los datos de laboratorio con los datos de infección natural, los investigadores encontraron tipos de células parásitas que no se habían visto previamente en cepas de laboratorio, lo que destaca la importancia de los datos del mundo real.
El equipo comparó diferentes cepas naturales de P. falciparum dentro de cada donante para identificar genes de interés.
Algunos de los genes que se sobreexpresaron en cepas particulares en las etapas de desarrollo sexual están involucrados en la supervivencia del parásito en el mosquito, incluido uno que desempeña un papel en la disminución de la inmunidad del mosquito. El siguiente paso será evaluar el impacto que estos genes tienen en la transmisión.
Jesse Rop, coautor principal del Instituto Wellcome Sanger, dijo: «Esta es la primera vez que hemos podido mapear las etapas de desarrollo sexual de los parásitos de la malaria tanto en laboratorio como en cepas naturales, lo que nos permite obtener una visión más profunda de la «Similitudes y diferencias. Nuestra investigación descubrió nueva biología presente en las cepas naturales que no se ven en las cepas de laboratorio, mejorando nuestra comprensión de cómo se desarrolla y propaga la malaria».
El Dr. Sunil Dogga, coautor del Instituto Wellcome Sanger, dijo: «Nuestra investigación se suma al creciente Atlas de células de malaria, brindando un recurso genómico de acceso abierto y de alta calidad para investigadores de todo el mundo. Este atlas de alta resolución puede ser utilizado por los científicos para obtener una comprensión clara de los genes que están investigando, combinar esfuerzos de investigación y ayudarnos a prevenir, controlar y tratar la malaria de manera más efectiva. Trabajar juntos como comunidad científica es la única manera de controlar y tratar con éxito. malaria.»
El profesor Abdoulaye Djimdé, coautor del Centro de Investigación y Capacitación sobre la Malaria de la Universidad de Bamako, Malí, y profesor honorario del Instituto Wellcome Sanger, afirmó: «La malaria tiene un enorme impacto global, que afecta a millones de personas cada año, y los intentos de controlar y tratar la enfermedad son rápidamente superados por el parásito. Comprender más sobre el ciclo de vida del parásito, los genes involucrados y los factores que los controlan puede ser vital para la investigación en curso sobre la malaria. Nuestra investigación destaca puntos clave en el desarrollo sexual del parásito. parásito, que si se ataca en el futuro desarrollo de fármacos podría romper el ciclo de transmisión y ayudar a minimizar la propagación».
La Dra. Mara Lawniczak, autora principal del Instituto Wellcome Sanger, dijo: «Este nuevo enfoque del proyecto Malaria Cell Atlas en infecciones naturales coincide con el uso de vacunas contra la malaria por primera vez y un aumento continuo de la resistencia a los medicamentos. ARN unicelular la secuenciación nos brinda una ventana al uso de genes de parásitos que no es posible con ningún otro enfoque, al mismo tiempo que proporciona una comprensión mucho más clara de cuán genéticamente diversos son los parásitos, incluso dentro de la misma persona. El Atlas de células de malaria es un recurso que esperamos sea. cada vez más útil en el camino hacia la eliminación de la malaria .»
Fuente: phys.org