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- Posted By: Capuano Edoardo
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Nonostante i grandi sforzi in medicina e scienza, oltre 400.000 persone in tutto il mondo stanno ancora morendo di malaria, una malattia infettiva trasmessa dal morso di zanzare infette dal parassita della malaria Plasmodium.
La malattia infettiva viene trasmessa dal morso di zanzare infette dal parassita della malaria Plasmodium. Con circa 5.000 geni, il genoma del parassita è relativamente piccolo. A differenza delle cellule umane, i parassiti Plasmodium hanno solo una singola copia di ogni singolo gene.
Se si rimuove un gene dall'intero genoma del parassita si ottiene un cambiamento nel suo fenotipo. Un consorzio internazionale guidato dai professori Volker Heussler (1)dell'Istituto di biologia cellulare (ICB) dell'Università di Berna e Oliver Billker dell'Università di Umeå in Svezia e precedentemente presso il Sanger Institute in Gran Bretagna ha sfruttato questo fatto.
I ricercatori hanno condotto uno studio di delezione genica su tutto il genoma sui parassiti della malaria: hanno rimosso specificamente oltre 1300 singoli geni, hanno osservato gli effetti durante l'intero ciclo di vita del parassita e sono stati quindi in grado di identificare molti nuovi bersagli nel patogeno. Il presente studio è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Cell. (2)
I codici genetici individuali accelerano la ricerca di decenni
I ricercatori hanno utilizzato un modello di topo malarico istituito presso l'Istituto di biologia cellulare dell'Università di Berna. Ciascuno dei 1300 geni del parassita è stato sostituito da un singolo codice genetico per analizzare come la rimozione dei singoli geni influenza il parassita. L'uso di singoli codici consente di studiare contemporaneamente molti parassiti e quindi riduce drasticamente il tempo della loro analisi. Dopo tre anni di ricerca, il consorzio internazionale è riuscito a effettuare uno screening sistematico del genoma del parassita in tutte le fasi del ciclo di vita. “La schermata di eliminazione effettuata congiuntamente al Sanger Institute ci ha permesso di identificare centinaia di obiettivi, in particolare nel metabolismo del parassita”, ha affermato la dottoressa Rebecca Stanway dell'ICB, uno dei principali autori di questo studio.
I calcoli del modello estendono i risultati sperimentali
Per analizzare sistematicamente il gran numero di geni metabolici identificati, i ricercatori di Berna hanno unito le forze con il professor Vassily Hatzimanikatis (3) dell'EPFL di Losanna e la professoressa Dominique Soldati-Favre dell'Università di Ginevra per formare il consorzio “MalarX”, sostenuto finanziariamente da la Fondazione nazionale svizzera della scienza. Utilizzando i dati dello schermo del genoma della malaria, il gruppo dell'EPFL ha calcolato modelli che mostrano le vie metaboliche essenziali del parassita. “Grazie a questi modelli, è ora possibile prevedere quali dei geni precedentemente inesplorati sono vitali per il parassita e sono quindi obiettivi adatti per il controllo della malaria” aggiunge l'esperta di modelli Anush Chiappino-Pepe dell'EPFL di Losanna.
Alcune di queste previsioni sono state poi confermate sperimentalmente dai ricercatori di Berna in stretta collaborazione con il gruppo del Professor Chris Janse presso l'Università di Leids. “Lo schermo a livello del genoma con i corrispondenti modelli metabolici rappresenta una svolta nella ricerca sulla malaria”, ha dichiarato il dottor Magali Roques (7) del team di Berna. “I nostri risultati supporteranno molti ricercatori di malaria in tutto il mondo. Ora possono concentrarsi sui geni essenziali del parassita e quindi sviluppare farmaci e vaccini efficaci contro varie fasi della vita del parassita”, ha aggiunto la dott.ssa Ellen Bushell, ex scienziato presso il Sanger Institute.
Successo attraverso le migliori infrastrutture e la cooperazione internazionale
Secondo il dottor Volker Heussler, questo approccio alla ricerca è stato possibile solo combinando le enormi capacità di sequenziamento e clonazione presso il Sanger Institute e le straordinarie infrastrutture dell'ICB di Berna, dove è stato istituito l'intero ciclo di vita del parassita della malaria. Inoltre, l'ICB è dotato di una gamma eccezionale di microscopi ad alte prestazioni, che consentono ricerche di alto livello sulle varie fasi del ciclo di vita del parassita. Grazie a questa eccellente infrastruttura, il laboratorio di Volker Heussler ha già pubblicato numerosi studi riconosciuti a livello internazionale sulla fase iniziale dell'infezione da parassiti.
22 scienziati internazionali dei settori della biologia molecolare, parassitologia, statistica e modellistica matematica hanno partecipato a questo progetto. “Questo illustra lo sforzo nel condurre questo studio, analizzando i dati e modellando i risultati sperimentali per portarli in un contesto significativo”, ha detto Volker Heussler.
Riferimenti:
(1) Volker Heussler
(6) Chris J Janse
(7) Magali Roques
Descrizione foto: i ricercatori hanno rimosso in modo specifico oltre 1.300 singoli geni nel parassita della malaria Plasmodium (in rosso, cellule ospiti in verde) e sono stati così in grado di identificare molti nuovi bersagli nel patogeno. - Credit: Institut für Zellbiologie, Universität Bern.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Durchbruch in der Malariaforschung