Nou estudi ajuda a entendre com el paràsit de la malària controla els seus gens

Algunes regions del genoma del paràsit de la malària, Plasmodium falciparum, tenen capacitat intrínseca per regular l’expressió de gens. Identificar els mecanismes d’expressió gènica ofereix noves claus sobre com el paràsit controla el seu cicle vital i s’adapta a diferents entorns, segons aquest estudi liderat per l’Institut de Salut Global de Barcelona (ISGlobal), centre impulsat per la Fundació ”la Caixa”. Els resultats, publicats a PLOS Pathogens, indiquen que la seqüència primària de l’ADN (és a dir, l’ordre específic de les seves bases) exerceix un paper central en decidir quins gens s’activen o es silencien.

L’ADN no està lliure al nucli cel·lular, sinó que es troba empaquetat juntament amb proteïnes anomenades histones, en una estructura coneguda com a cromatina. Això no només serveix per estalviar espai, sinó també per regular l’expressió de gens. Quan la cromatina és més laxa (eucromatina), permet l’accés a l’activació dels gens. En canvi, quan és molt compacta (heterocromatina), bloqueja aquest accés i impedeix que els gens en aquella regió s’expressin.

El paper de l’heterocromatina

En Plasmodium falciparum, la dinàmica de la cromatina exerceix un paper fonamental en les interaccions paràsit-hoste, ja que regula gens implicats en processos com l’evasió del sistema immune o la invasió dels glòbuls vermells.

Tot i que la distribució d’heterocromatina roman força estable mentre circula per la sang humana (fase asexual), hi ha canvis infreqüents que ajuden el paràsit a adaptar-se a les condicions canviants de la sang humana. L’heterocromatina també canvia quan el paràsit es prepara per ser transmès a través del mosquit (fase sexual). Aquests canvis són essencials per a la seva transmissió, però encara no se sap exactament com es produeixen.

“Comprendre aquests mecanismes és important, ja que la formació d’heterocromatina està implicada en la regulació de gens essencials per a la supervivència i transmissió del paràsit. Entendre bé el nostre ‘enemic’, el paràsit, és essencial per poder combatre’l”, explica Alfred Cortés, investigador ICREA a ISGlobal i autor principal de l’estudi.

Formació i manteniment de l’heterocromatina: dos processos diferents

En aquest estudi, l’equip de Cortés va abordar la següent pregunta: “per què es forma heterocromatina en algunes zones del genoma i no en altres?” En concret, van investigar si certes seqüències de l’ADN del paràsit Plasmodium falciparum tenien la capacitat d’iniciar i mantenir la formació d’heterocromatina.

“Vam integrar fragments d’ADN en zones del genoma on normalment no es forma heterocromatina, i vam analitzar si aquesta estructura hi apareixia. Vam observar que algunes seqüències de gens com var, implicats en la virulència del paràsit, indueixen amb força la formació d’heterocromatina. D’altres, com les del gen pfap2-g, un regulador de la transmissió al mosquit, mostren una capacitat més limitada per activar aquest mecanisme”, explica Alba Pérez-Cantero, investigadora a ISGlobal i primera autora de l’estudi.

A més, van observar que la formació d’heterocromatina no es produeix de la mateixa manera en tots els paràsits: fins i tot en poblacions amb el mateix ADN, alguns activaven aquest silenciament i d’altres no. D’altra banda, van comprovar que les regions necessàries per iniciar el procés no són les mateixes que les que permeten conservar-lo un cop format, cosa que indica que es tracta de dos mecanismes diferents.

Atès que l’expressió de molts gens clau en P. falciparum depèn de si es troben en regions d’heterocromatina o no, aquests descobriments podrien ser rellevants per comprendre millor com el paràsit regula processos com l’evasió immune o la conversió sexual, un pas essencial per a la seva transmissió.

Referència

Pérez-Cantero, A., Llorà-Batlle, O., Pelaez-Conde, I., Martínez-Guardiola, C., & Cortés, A. (2025). Heterochromatin de novo formation and maintenance in Plasmodium falciparum. PLoS path. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1013137