Aumento recente de infecções poligenômicas de baixa complexidade e ácido siálico

Parasitas e Vetores volume 16, Número do artigo: 309 (2023) Citar este artigo

Detalhes das métricas

O parasita da malária Plasmodium falciparum utiliza múltiplas interações alternativas receptor-ligante para a invasão de eritrócitos humanos. Enquanto alguns clones de P. falciparum utilizam resíduos de ácido siálico (SA) na superfície dos receptores de glicoforina humana para invadir o eritrócito, outros utilizam receptores alternativos independentes de resíduos de ácido siálico. Nossa hipótese é que, ao longo dos anos, as intervenções intensificadas de controle da malária e o declínio da prevalência na Gâmbia resultaram em uma seleção de parasitas com vias de invasão dominantes e perfis de expressão de ligantes.

Foram recolhidas amostras de sangue de 65 participantes infectados com malária com malária não complicada ao longo de 3 anos (2015, 2016 e 2021). A diversidade genética foi determinada pela genotipagem do gene polimórfico da proteína de superfície merozoíta 2 (msp2) de P. falciparum. Os fenótipos de invasão eritrocitária foram determinados usando as enzimas neuraminidase, tripsina e quimotripsina, conhecidas por clivar diferentes receptores da superfície do eritrócito. Os níveis de transcrição do estágio Schizont foram obtidos para um painel de 6 genes ligantes de invasão de P. falciparum (eba175, eba181, Rh2b, Rh4, Rh5 e clag2) usando 48 isolados cultivados com sucesso.

Embora a heterozigosidade alélica da região de repetição msp2 tenha diminuído conforme esperado com a redução da transmissão, houve um aumento nas infecções com mais de um único alelotipo msp2 de 2015 a 2021. Os fenótipos de invasão desses isolados foram em sua maioria independentes de SA, com um aumento contínuo de 2015 a 2021. 2021. Os isolados de 2021 foram altamente inibidos pelo tratamento com quimotripsina em comparação com os isolados de 2015 e 2016. Uma maior inibição da invasão para os isolados de 2021 foi obtida posteriormente após o tratamento de eritrócitos com uma combinação de quimotripsina e tripsina. Os níveis de transcrição dos genes do ligante de invasão variaram ao longo dos anos. No entanto, os níveis de clag2, uma proteína associada à roptria, foram mais elevados nos isolados de 2015 e 2016 do que nos isolados de 2021, enquanto os níveis de Rh5 foram mais elevados em 2021 em comparação com outros anos.

No geral, estes resultados sugerem um aumento das infecções mistas com um aumento na utilização de vias de invasão independentes do ácido siálico por isolados clínicos de P. falciparum na parte ocidental da Gâmbia.

O parasita da malária Plasmodium falciparum invade e se multiplica nos glóbulos vermelhos humanos (RBCs) durante toda a fase eritrocítica do seu ciclo de vida. A invasão de eritrócitos pelos estágios de merozoíta de P. falciparum é um processo crucial, complexo e de várias etapas que requer múltiplas interações alternativas receptor-ligante [1]. Os ligantes do Plasmodium falciparum são compostos de duas famílias de proteínas: o antígeno de ligação aos eritrócitos (EBA-175, EBA-140, EBA-165, EBL1 e EBA-181) [2,3,4,5] e a proteína de ligação aos reticulócitos- como homólogos (Rh1, RH2A, Rh2B, Rh4 e Rh5) [6,7,8,9]. Esses ligantes determinam os fenótipos de invasão do P. falciparum, que têm sido caracterizados principalmente pelo tratamento de eritrócitos com enzimas conhecidas por clivar parte do repertório de receptores aos quais se ligam. As enzimas comumente usadas incluem a neuraminidase, que cliva os ácidos siálicos dos receptores da glicoforina (Gly) (GlyA, B e C), a tripsina cliva as glicoforinas A, C e o receptor do complemento 1 (CR1), enquanto a quimotripsina cliva o GlyB, banda 3 e outras proteínas relacionadas à invasão [10, 11]. Assim, com base nos resíduos de ácido siálico (SA) dos receptores de glicoforina, as vias de invasão do P. falciparum são descritas como dependentes de SA ou independentes de SA. Essas interações ligante-receptor são usadas de forma variável por isolados de P. falciparum em diferentes populações de malária, e algumas linhagens de parasitas ativam vias alternativas ou trocam fenótipos de invasão durante o ciclo de vida in vitro [12,13,14,15].

Estudos anteriores na Gâmbia relataram o uso predominante das vias dependentes de SA durante um período de transmissão relativamente maior da malária [16, 17]. Nos últimos 20 anos, a transmissão da malária foi drasticamente reduzida devido a intervenções intensificadas e sustentadas de controlo da malária. Actualmente, a Gâmbia está a avançar para a eliminação da malária (fase de pré-eliminação) com uma prevalência global de 0,2% no país e uma incidência de 25-100 casos por 1000 habitantes na região ocidental [18]. Portanto, não se sabe como esta transição de alta para baixa transmissão da malária afetou os mecanismos de invasão de eritrócitos, que envolvem ligantes direcionados para o desenvolvimento de vacinas.