Recente aumento delle infezioni poligenomiche a bassa complessità e dell'acido sialico

Parassiti e vettori volume 16, numero articolo: 309 (2023) Citare questo articolo

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Il parassita della malaria Plasmodium falciparum utilizza molteplici interazioni alternative recettore-ligando per l'invasione degli eritrociti umani. Mentre alcuni cloni di P. falciparum utilizzano residui di acido sialico (SA) sulla superficie dei recettori della glicoforina umana per invadere l'eritrocito, altri utilizzano recettori alternativi indipendenti dai residui di acido sialico. Abbiamo ipotizzato che nel corso degli anni, gli interventi intensificati di controllo della malaria e la diminuzione della prevalenza in Gambia abbiano portato a una selezione di parassiti con percorsi di invasione dominanti e profili di espressione dei ligandi.

Sono stati raccolti campioni di sangue da 65 partecipanti infetti da malaria con malaria non complicata in 3 anni (2015, 2016 e 2021). La diversità genetica è stata determinata mediante genotipizzazione del gene polimorfico della proteina di superficie 2 (msp2) del merozoite di P. falciparum. I fenotipi di invasione degli eritrociti sono stati determinati utilizzando gli enzimi neuraminidasi, trypsin e chimotripsina, noti per scindere diversi recettori dalla superficie dell'eritrocito. I livelli di trascrizione dello stadio schizonte sono stati ottenuti per un pannello di 6 geni del ligando di invasione di P. falciparum (eba175, eba181, Rh2b, Rh4, Rh5 e clag2) utilizzando 48 isolati coltivati ​​con successo.

Sebbene l’eterozigosità allelica della regione ripetuta msp2 sia diminuita come previsto con la riduzione della trasmissione, si è verificato un aumento delle infezioni con più di un singolo allelotipo msp2 dal 2015 al 2021. I fenotipi di invasione di questi isolati erano per lo più indipendenti da SA con un aumento continuo dal 2015 al 2021. 2021. Gli isolati del 2021 sono stati altamente inibiti dal trattamento con chimotripsina rispetto agli isolati del 2015 e del 2016. Una maggiore inibizione dell'invasione per gli isolati del 2021 è stata ulteriormente ottenuta dopo il trattamento degli eritrociti con una combinazione di chimotripsina e trypsin. I livelli di trascrizione dei geni dei ligandi di invasione variavano nel corso degli anni. Tuttavia, i livelli di clag2, una proteina associata al rhoptry, erano più alti negli isolati del 2015 e del 2016 rispetto agli isolati del 2021, mentre i livelli di Rh5 erano più alti nel 2021 rispetto ad altri anni.

Nel complesso, questi risultati suggeriscono un aumento delle infezioni miste con un aumento dell'uso di percorsi di invasione indipendenti dall'acido sialico da parte di isolati clinici di P. falciparum nella parte occidentale del Gambia.

Il parassita della malaria Plasmodium falciparum invade e si moltiplica nei globuli rossi umani (RBC) durante l'intera fase eritrocitaria del suo ciclo vitale. L'invasione degli eritrociti da parte degli stadi merozoiti di P. falciparum è un processo cruciale, complesso e multifase che richiede molteplici interazioni alternative recettore-ligando [1]. I ligandi del Plasmodium falciparum sono costituiti da due famiglie di proteine: l'antigene legante gli eritrociti (EBA-175, EBA-140, EBA-165, EBL1 ed EBA-181) [2,3,4,5] e la proteina legante i reticolociti- come omologhi (Rh1, RH2A, Rh2B, Rh4 e Rh5) [6,7,8,9]. Questi ligandi determinano i fenotipi di invasione di P. falciparum, che sono stati per lo più caratterizzati dal trattamento degli eritrociti con enzimi noti per scindere parte del repertorio recettoriale su cui si legano. Gli enzimi comunemente usati includono la neuraminidasi, che scinde gli acidi sialici dai recettori della glicoforina (Gly) (GlyA, B e C), la tripsina scinde glicoforine A, C e il recettore del complemento 1 (CR1), mentre la chimotripsina scinde GlyB, banda 3 e altre proteine ​​correlate all’invasione [10, 11]. Pertanto, sulla base dei residui di acido sialico (SA) dei recettori della glicoforina, le vie di invasione di P. falciparum sono descritte come dipendenti da SA o indipendenti da SA. Queste interazioni ligando-recettore vengono utilizzate in modo variabile dagli isolati di P. falciparum in diverse popolazioni di malaria e alcune linee di parassiti attivano percorsi alternativi o cambiano fenotipi di invasione durante il ciclo di vita in vitro [12,13,14,15].

Precedenti studi in Gambia hanno riportato l'uso predominante delle vie SA-dipendenti durante un periodo di trasmissione della malaria relativamente più elevata [16, 17]. Negli ultimi 20 anni, la trasmissione della malaria è stata drasticamente ridotta grazie a interventi di controllo della malaria intensificati e prolungati. Attualmente, il Gambia si sta muovendo verso l’eliminazione della malaria (fase di pre-eliminazione) con una prevalenza complessiva dello 0,2% nel paese e un’incidenza di 25-100 casi per 1000 abitanti nella regione occidentale [18]. Pertanto, non è noto come questa transizione da alta a bassa trasmissione della malaria abbia influenzato i meccanismi di invasione degli eritrociti, che coinvolgono ligandi mirati allo sviluppo del vaccino.