Două gorile cu spatele argintiu; probabil sursa originală a unui parazit al malariei umane. Credit foto: Patrick Cyusa folosit sub licență CCO.

Paraziții care cauzează malaria au avut un impact mortal asupra populațiilor umane de foarte mult timp. Textele antice descoperite în China descriu infecțiile cu malarie, iar genomul nostru poartă urmele confruntării cu malaria, de exemplu sub forma mutației anemiei celulelor secerătoare, care este menținută în populație deoarece oferă o anumită protecție împotriva malariei. Chiar și în prezent, malaria va ucide până la 500 000 de persoane pe an și, deocamdată, nu există un vaccin disponibil pe piață care să ne protejeze. Malaria este, fără îndoială, una dintre cele mai grave boli parazitare care afectează omenirea și există un total de cinci specii de paraziți care o provoacă la om.

Cu un impact atât de mare, cercetătorii au căutat întotdeauna să afle de unde provin acești paraziți. Atunci când liniile umane și cele ale cimpanzeilor s-au despărțit de un strămoș comun, au deviat și paraziții malariei care infectau acel strămoș comun, ducând la specii de malarie umană și specii de malarie de cimpanzeu? Mult timp s-a crezut că acesta a fost cazul pentru specia de parazit care cauzează malaria Plasmodium falciparum, care, împreună cu Plasmodium vivax, este responsabilă pentru majoritatea cazurilor de malarie umană și a deceselor.

Teoria predominantă cu privire la originile Plasmodium vivax, cu toate acestea, este aceea că este mult mai tânără, fiindcă ar fi sărit la oameni de la o maimuță macac din sud-estul Asiei în urmă cu aproximativ 60 000 de ani.

Dacă aceste teorii sunt incorecte, cercetătorii trebuie să găsească adevăratele origini ale paraziților malariei care infectează oamenii, pentru a evalua riscurile viitoarei transmisii trans-specii a paraziților malariei de la maimuțe și maimuțe la noi. Aceste informații ne oferă, de asemenea, indicii importante cu privire la modul de tratare și gestionare a infecției. Acum, noile evoluții ale tehnologiei de secvențiere a genomului au răsturnat scenariul poveștii originii malariei.

Tehnici noi

Dacă doriți să știți cum a evoluat un grup de organisme și cum s-a divizat în specii diferite, cea mai bună metodă este să analizați modificările ADN-ului de-a lungul timpului, la nivelul tuturor organismelor în cauză. Acest tip de analiză ne oferă filogenia, sau arborele evolutiv, al grupului și poate estima ce neamuri de specii au dat naștere celorlalte și așa mai departe. Cu cât se analizează mai multe specii și secțiuni de ADN, cu atât mai multe relații și informații vor fi disponibile. Este exact ceea ce s-a făcut cu paraziții malariei.

Capacitatea noastră de a colecta ADN-ul malariei de la maimuțe a fost limitată în mod tradițional de necesitatea de a extrage sânge de la aceste animale. Progresele tehnologice din ultimul deceniu înseamnă acum că ADN-ul malariei poate fi colectat și izolat din fecalele maimuțelor, deschizând posibilitatea ca un număr imens de probe să poată fi secvențiat și rezultatele să fie adăugate la datele folosite pentru a construi filogenia paraziților malariei. După cum s-a dovedit, maimuțele sunt purtătoare a mult mai multe specii de malarie decât se credea inițial, iar aceste noi date au fost cele care au oferit primele indicii că infecțiile umane cu P. falciparum ar fi putut proveni de la maimuțele existente. La începutul acestui an, Dorothy Loy și un grup de colegi au publicat o analiză excelentă a acestor descoperiri.

Rezultatele dau naștere unei noi teorii

Printre cele 3500 de secvențe eșantionate, au fost identificate șase specii de Laverania (un subgen al genului Plasmodium). O descendență de la gorilele occidentale a fost aproape identică cu P. falciparum. Gândurile inițiale au fost că aceste infecții oferă un indiciu că malaria umană ar putea infecta gorilele, până când mai multe analize au arătat că, de fapt, P. falciparum uman este de fapt un descendent al acestei specii de gorile. Se poate spune că acest parazit uman mortal nu a coevoluat cu primii oameni atunci când aceștia s-au despărțit de strămoșul nostru comun cimpanzeu, ci mai degrabă a sărit la oameni de la gorile într-un singur eveniment de transmitere cu aproximativ 10, 000 de ani în urmă.

Această nouă perspectivă asupra originilor malariei ajută, de asemenea, să explice de ce P. falciparum are niveluri surprinzător de scăzute de diversitate genetică în comparație cu alte specii de malarie. Inițial, doar un număr mic de paraziți P. falciparum au sărit în oameni, deoarece doar aceștia aveau setul corect de mutații care le permiteau să supraviețuiască. În prezent, nicio specie de malarie gorilară nu pare capabilă să supraviețuiască la om. Deoarece doar un număr mic de paraziți unici au fost capabili să infecteze oamenii, această populație are o diversitate mai mică decât întreaga gamă de paraziți din populația sa originală, situație cunoscută sub numele de gâtuială a populației. Prin înțelegerea cantității medii de modificări genetice în genomurile malariei de-a lungul timpului și a numărului de diferențe dintre P. falciparum și specia de malarie gorilă, cercetătorii au putut estima că această schimbare s-a produs cu numai 10 000 de ani în urmă.

Această nouă înțelegere a originii lui P. falciparum nu a fost singura descoperire nouă.

Origini noi pentru Plasmodium vivax

Teoria conform căreia P. vivax a luat naștere în Asia, după ce a sărit de la macaci la oameni, a prezentat întotdeauna dificultăți în rezolvarea a două întrebări. În primul rând, oamenii au pătruns în Asia abia acum 60 000 de ani, iar separarea dintre malaria macacilor și P. vivax pare să fie mult mai veche de atât. În al doilea rând, se crede că fenotipul Duffy-negativ, care este prezent în număr mare în Africa subsahariană, dar nu și în Asia de sud-est, a fost selectat ca răspuns la o presiune de selecție ridicată din partea P. vivax, deoarece se crede că absența antigenului Duffy îngreunează activitatea lui P. vivax. vivax să invadeze globulele roșii.

Ambele probleme sunt rezolvate cu ajutorul unei teorii generate de noile prelevări de probe și filogenii.

Acum vedem că P. vivax și tulpinile înrudite sunt foarte frecvente la cimpanzei și gorile, demonstrând că P. vivax, ca și P. falciparum, cel mai probabil își are originile în maimuțele africane și a sărit și la oamenii din Africa.

Carieră de cercetare viitoare

Rezolvarea teoriilor privind originea acestor malarii umane este o revizuire importantă, deoarece ar putea deschide noi și importante căi de cercetare a malariei. Ce gene și mutații au permis malariei să sară de la maimuțe la oameni? Găsirea acestora ar putea deschide noi ținte de medicamente sau opțiuni de tratament. În mod similar, ce gene sunt similare atât la paraziții malariei umane, cât și la cei ai maimuțelor? Ar putea acestea să indice unele funcții importante conservate la scară largă, care ar putea constitui, de asemenea, ținte pentru vaccinuri sau medicamente? De la descoperirea paraziților malariei, în urmă cu puțin peste 100 de ani, au fost investiți foarte mulți bani și eforturi în cercetarea paraziților malariei, pe bună dreptate, având în vedere costurile economice și sociale uriașe pe care aceasta le are asupra populațiilor umane. Identificarea originilor paraziților umani ai malariei este un rezultat important care, sperăm, va duce la îmbunătățirea vieții celor care trăiesc în regiunile afectate de malarie de pe planeta noastră.

.