Recerca, Eliminació de la malària

Un equip d’ISGlobal aconsegueix induir la conversió sexual massiva del paràsit de la malària en el laboratori

La tècnica ajudarà a facilitar el disseny de noves eines per a bloquejar la transmissió de la malaltia

10.06.2020
Conversión sexual masiva del parásito Plasmodium falciparum in vitro
Foto: ISGlobal - Gametocits obtinguts amb el sistema induïble. En verd, gametocits mascles.

Un equip d’ISGlobal, centre impulsat per la Fundació “la Caixa”, ha desenvolupat un sistema per a induir la conversió sexual massiva del paràsit de la malària P. falciparum in vitro . Aquesta tècnica, publicada en la revista Science Advances, serà instrumental per a entendre millor el procés de conversió sexual i dissenyar noves eines per a bloquejar la transmissió de la malària.

Dels cinc paràsits de malària capaços d'infectar a l'humà, Plasmodium falciparum és el més letal. Aquest paràsit té un cicle de vida complex, en el qual la fase asexual en la sang és responsable de causar els símptomes de la malaltia, mentre que la fase sexual (o gametòcit) és l'única capaç d'infectar al mosquit. Per tant, la transmissió de l'humà al mosquit requereix la diferenciació d'alguns paràsits asexuals a gametòcits, un procés anomenat conversió sexual. “Entendre com es regula la conversió sexual ens donarà pistes valuoses per a bloquejar la transmissió de la malaltia”, comenta l'investigador ICREA en ISGlobal Alfred Cortés, l'equip del qual ha estat caracteritzant aquest procés durant diversos anys. No obstant això, estudiar les primeres fases de conversió sexual en el laboratori no és tasca fàcil, ja que el percentatge de paràsits que inicien la conversió és molt baix, i és molt difícil distingir-los de la resta de paràsits asexuals durant els primers dies.

L'equip de Cortès va demostrar prèviament que la proteïna PfAP2-G regula la conversió sexual, i que la seva expressió precoç pot resultar en una via “expressa” que no necessita un cicle addicional de replicació. Ara, usant el sistema d'edició gènica CRISPR-Cas9, han generat paràsits en els quals l'expressió de PfAP2-G es pot induir amb l'addició d'un fàrmac anomenat rapamicina. Els resultats mostren que el 90% dels paràsits transgènics es van convertir a la fase sexual després de la inducció amb la rapamicina , la qual cosa permet l'estudi de les primeres fases sexuals sense necessitat de purificar-les. “El nostre sistema de conversió sexual induïble genera grans quantitats de paràsits sincronitzats en les primeres etapes de desenvolupament sexual, amb una puresa que no s'havia aconseguit amb altres estratègies”, comenta Oriol Llorà-Batlle, primer autor de l'estudi i investigador d’ISGlobal, Universitat de Barcelona i Hospital Clínic.

La comparació de paràsits conreats amb o sense rapamicina va permetre identificar 370 gens l'expressió dels quals augmenta o disminueix amb la conversió sexual. La majoria dels gens l'expressió dels quals va augmentar són dianes directes del gen PfAP2-G. Molts dels gens l'expressió dels quals va disminuir no s'havien associat prèviament al desenvolupament sexual, i podrien representar potencials marcadors de les formes asexuals. Els experiments també van revelar alteracions funcionals que ocorren al moment de la conversió sexual.

Aquest sistema es podria usar per a caracteritzar als paràsits sexuals a nivell proteòmic o metabòlic , així com per a provar la seva susceptibilitat a diferents fàrmacs”, afegeix Cortès.

Referència

Llorà-Batlle O, Michel-Todó L, Witmer K et al. Conditional expression of PfAP2-G for controlled massive sexual conversion in Plasmodium falciparum. Science Advances 10.1126/sciadv.aaz5057