Strategie inovatoare pentru controlul malariei prin țintirea unui sistem proteic la țânțari

Un nou studiu realizat de cercetătorii de la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health sugerează că un sistem de control al calității proteinelor prezent în țânțarii Anopheles - principalii vectori ai malariei - ar putea reprezenta o țintă promițătoare pentru strategiile viitoare de combatere a bolii.
Malaria rămâne una dintre cele mai devastatoare boli infecțioase la nivel global, cu 263 de milioane de cazuri și aproape 600.000 de decese în 2023, majoritatea în rândul copiilor sub 5 ani din Africa sub-sahariană. Deși utilizarea insecticidelor și a vaccinurilor existente a contribuit la reducerea impactului bolii, rezistența țânțarilor la insecticide și eficacitatea limitată a vaccinurilor impun necesitatea unor strategii complementare.

Mecanismul vizat: sistemul prefoldin-chaperonin

Cercetătorii au descoperit că sistemul prefoldin-chaperonin, un mecanism de control al calității proteinelor din țânțarii Anopheles, este esențial pentru dezvoltarea paraziților malariei în interiorul insectei. Blocarea acestui sistem a dus la:

• Reducerea semnificativă a capacității țânțarilor de a găzdui și transmite paraziții Plasmodium.
• Moartea a aproximativ 60% dintre țânțarii infectați în experimentele de laborator.

Deoarece acest sistem este conservat la toate speciile de țânțari Anopheles, descoperirea sugerează că strategia ar putea fi eficientă în toate regiunile endemice de malarie.

Modalități de aplicare a strategiei

Studiul propune două direcții principale pentru aplicarea acestei descoperiri:

• Dezvoltarea unui vaccin care să inducă producerea de anticorpi anti-prefoldin la oameni - În acest scenariu, țânțarii care se hrănesc cu sângele persoanelor vaccinate ar absorbi anticorpii și ar deveni incapabili să găzduiască și să transmită paraziții malariei.
• Utilizarea unor momeli pentru țânțari care conțin anticorpi anti-prefoldin - Țânțarii s-ar hrăni cu aceste momeli, iar mecanismul lor intern de control proteic ar fi compromis, reducându-le supraviețuirea și capacitatea de transmitere a parazitului.

Cum a fost demonstrată eficiența sistemului?

Pentru a testa impactul blocării sistemului prefoldin-chaperonin, cercetătorii au utilizat o metodă de inhibare a genelor individuale la țânțarul Anopheles gambiae, principalul vector al malariei în Africa. Ei au descoperit că inactivarea genei Pfdn6 sau a altor gene implicate în sistemul prefoldin a avut efecte majore:

• Țânțarii nu mai puteau găzdui parazitul malariei.
• Aproximativ 60% dintre insecte au murit, fiind afectate de o infecție sistemică.

Rezultate similare au fost obținute și pentru alte specii de Anopheles, inclusiv Anopheles stephensi, care este principalul vector al malariei în Asia.

Mecanismul prin care blocarea prefoldin afectează țânțarii

Experimentele au arătat că întreruperea sistemului prefoldin duce la o afecțiune numită intestin permeabil. În acest caz:

• Bacteriile intestinale pătrund în sistemul circulator al țânțarilor, provocând o infecție generalizată.
• Se declanșează un răspuns inflamator puternic, care afectează și ciclul de viață al parazitului malariei.
• Această infecție sistemică duce la moartea a 60% dintre țânțari.

Posibilitatea unui vaccin împotriva țânțarilor

Cercetătorii au testat și o strategie bazată pe imunizarea mamiferelor. Când șoarecii au fost vaccinați cu o proteină prefoldin din Anopheles, țânțarii care s-au hrănit cu sângele lor au devenit incapabili să găzduiască și să transmită paraziții malariei. Acest rezultat sugerează că un vaccin administrat oamenilor ar putea oferi protecție nu doar împotriva parazitului, ci și împotriva țânțarilor-vectori.

De asemenea, strategia a fost eficace împotriva mai multor specii de Plasmodium, inclusiv:

• Plasmodium falciparum (cea mai periculoasă specie pentru oameni, predominantă în Africa).
• Plasmodium vivax (cea mai răspândită specie în afara Africii).
• Plasmodium berghei (model experimental utilizat în studiile de laborator).

Dezvoltări viitoare și provocări

Echipa de cercetare explorează acum modalități de dezvoltare a unui vaccin eficient și sigur, care să țintească doar proteinele prefoldin specifice țânțarilor, fără a afecta proteine similare din organismul uman.

Un avantaj important al acestei abordări este că ar putea împiedica țânțarii să dezvolte rezistență. Spre deosebire de insecticide, care selectează rapid variante rezistente ale țânțarilor, un vaccin care blochează mai multe subunități prefoldin ar putea preveni apariția mutațiilor de rezistență.

Concluzii

Această descoperire oferă o nouă strategie inovatoare pentru combaterea malariei, bazată pe țintirea unui sistem proteic esențial pentru dezvoltarea parazitului. Principalele implicații sunt:

• Impact global - Sistemul prefoldin este conservat la toate speciile de Anopheles, deci strategia ar putea fi eficientă la scară largă.
• Eficiență dublă - Nu doar că reduce capacitatea țânțarilor de a transmite malaria, dar le și scade semnificativ rata de supraviețuire.
• Alternativă viabilă la metodele existente - Poate completa utilizarea insecticidelor și vaccinurilor existente, mai ales în contextul rezistenței țânțarilor la insecticide.
• Posibilitatea unui vaccin cu dublă protecție - Oamenii vaccinați ar putea nu doar să fie protejați de malarie, dar și să reducă numărul de țânțari infectați prin simplul act de hrănire a insectelor.

Această strategie ar putea revoluționa controlul malariei, deschizând calea pentru noi metode durabile și eficiente de combatere a bolii.