Proteina hibridă oferă protecție împotriva malariei

Munca de detectiv genetică obținută a condus oamenii de știință la o proteină hibridă de celule roșii din sânge care oferă o anumită protecție împotriva malariei.

Raportare online 18 mai în Ştiinţă, cercetătorii descriu o variantă genetică care aparent este responsabilă de fuziunea a două proteine ​​care ies din membranele celulelor roșii din sânge. În forma sa hibridă, proteina face cumva mai dificilă invadarea celulelor sanguine pentru parazitul malariei.

Invazia cu succes de către parazit poate provoca boli asemănătoare gripei și, în cazuri severe, moartea. În 2015, 212 milioane de cazuri de malarie au apărut la nivel mondial, conform Organizației Mondiale a Sănătății, și 429.000 de oameni au murit, majoritatea copii mici.

Persoanele care poartă varianta genetică de protecție au cu 30 până la 50 la sută mai puține șanse de a dezvolta malarie severă decât cei fără, raportează cercetătorii. Modificarea genetică a fost găsită în mare parte la oameni din Kenya, Malawi și Tanzania, ceea ce sugerează că a avut loc relativ recent în Africa de Est.

Descoperirea oricăror modificări genetice care protejează împotriva malariei este de mare interes, spune hematologul și specialistul în malarie Dave Roberts de la Universitatea din Oxford, care nu a fost implicat în studiu. Înțelegerea unor astfel de schimbări, spune el, „ne poate ajuta să înțelegem căile patologice prin care parazitul provoacă atât de multe boli”.

Cercetările anterioare au sugerat că modificările genetice ale unei anumite porțiuni de ADN de pe cromozomul 4 au oferit o anumită protecție împotriva malariei. Însă echipa de cercetare, o colaborare internațională care a inclus cercetători și clinicieni din întreaga Africa, a trebuit să facă o muncă substanțială pe o perioadă de 10 ani pentru a demasca schimbările. Bazele de date care adună cărțile de instrucțiuni genetice, sau genomurile, ale indivizilor sunt părtinitoare față de populațiile europene, în timp ce mostrele africane sunt subreprezentate. Și diversitatea genetică umană este deosebit de ridicată în Africa sub-sahariană, astfel încât genomurile cu modificări genetice rare pot fi ușor ratate.

Pentru a depăși aceste obstacole, cercetătorii au analizat genomul a peste 12.000 de oameni, prelevând eșantioane pe scară largă în Africa. Ei au chestionat 765 de indivizi din 10 grupuri etnice din Gambia, Burkina Faso, Camerun și Tanzania, precum și peste 2.000 de genomi din Proiectul 1000 Genomes, un catalog public de date genetice. Echipa a examinat, de asemenea, genomul a aproape 10.000 de oameni din Gambia, Kenya și Malawi, dintre care aproximativ jumătate fuseseră internați cu malarie severă.

Echipa a descoperit că porțiunea de ADN în cauză a suferit modificări majore; bucăți de gene au fost șterse, alte bucăți duplicate sau chiar triplicate. Un rezultat a ieșit în evidență în ADN-ul persoanelor care erau mai puțin expuse riscului de malarie: două gene care oferă instrucțiuni pentru două proteine ​​numite glicoforină A și glicoforină B au fost tăiate, fuzionate și duplicate. Aceste proteine ​​sunt cunoscute proteine ​​​​de celule roșii din sânge care parazitul malariei Plasmodium falciparum poate folosi pentru a avea acces la celule.

Această combinație genetică pare să ducă la un amestec de proteine: brațul care se lipește în interiorul globulelor roșii este format din proteina A, în timp ce brațul care iese din celulă este format din proteina B. Această proteină hibridă se dovedește a fost descris pentru prima dată în 1984. Numit antigenul Dantu, se găsește pe celulele roșii din sânge doar la un mic procent de oameni din afara Africii și face parte dintr-un grup sanguin rar numit MNS.

Povestea continuă sub imaginea

Nu este clar de ce proteina hibridă îngreunează parazitul malariei să spargă o celulă sanguină. „S-ar putea să facă celula mai moale, astfel încât să se simtă diferită de parazit”, spune coautorul studiului Chris Spencer, genetician statistic la Oxford.

Noua cercetare sugerează că ar putea exista și alte porțiuni de ADN în genomul uman care pot dezvălui diversitatea răspunsurilor la parazit. Acele locuri merită căutate, chiar dacă căutarea este dificilă, spune Spencer.

În mod obișnuit, studiile de analiză a genomului caută în primul rând modificări unice – o unitate modificată de ADN – nu copierea angro sau înjumătățirea genelor. Și pentru că cercetătorii despart și apoi reasamblați cartea de instrucțiuni genetice de 3 miliarde de litere pentru a o analiza, secțiunile care au gene duplicate sunt mai greu de pus în ordinea corectă și, prin urmare, mai greu de studiat, ceea ce a fost cazul cu regiune care conține ADN-ul proteinei globulelor roșii.

„Genomul este un loc mare și este firesc să ne uităm la lucrurile care sunt cele mai simple”, spune Spencer. „Dar s-ar putea ca cele mai interesante părți ale genomului pe care pur și simplu nu le-am analizat încă.”