Biologia Celular e Molecular

Proteína híbrida oferece proteção contra malária

Em publicação online da Science, de 18 de maio, pesquisadores descreveram uma variante genética que aparentemente é responsável pela fusão de duas proteínas que sobressaem das membranas dos glóbulos vermelhos. Na sua forma híbrida, a proteína de alguma forma torna mais difícil, para o protozoário parasita da malária, invadir as células do sangue (maiores explicações sobre o ciclo do parasito você pode ler abaixo, no tópico “Sobre a malária”).

Segundo os pesquisadores, as pessoas que transportam a variante genética protetora são 30 a 50% menos propensas a desenvolver malária grave. A mudança genética foi encontrada, em grande parte, em pessoas do Quênia, Malawi e Tanzânia, sugerindo que surgiu em um período relativamente recente na África Oriental.

Pesquisas anteriores haviam sugerido que mudanças genéticas em um determinado trecho de DNA no cromossomo 4 ofereciam alguma proteção contra a malária. Mas a equipe de pesquisa, que se trata de uma colaboração internacional que incluiu pesquisadores e clínicos de toda a África, teve que fazer um trabalho substancial durante 10 anos para desmascarar as mudanças. Isso porque as bases de dados que reúnem os acervos de dados genéticos de indivíduos, ou genomas, são tendenciosas para as populações europeias, enquanto os africanos estão sub-representados. E a diversidade genética humana é particularmente elevada na África subsaariana, fazendo com que os genomas com raras alterações genéticas possam ser facilmente desperdiçados.

Para superar esses obstáculos, os pesquisadores analisaram os genomas de mais de 12.000 pessoas em uma ampla amostragem da África. Eles pesquisaram 765 indivíduos de 10 grupos étnicos na Gâmbia, Burkina Faso, Camarões e Tanzânia, bem como mais de 2.000 genomas do projeto 1000 Genomas, um catálogo público de dados genéticos. A equipe também examinou genomas de quase 10.000 pessoas da Gâmbia, Quênia e Malawi, dos quais cerca de metade foram hospitalizados com malária grave.

A equipe descobriu que o trecho de DNA em questão sofreu grandes mudanças. Pedaços de genes foram excluídos, outros pedaços duplicados ou mesmo triplicados. Um resultado se destacou no DNA das pessoas que estavam com menor risco de contrair malária: dois genes que fornecem instruções para duas proteínas chamadas glicoforina A e glicoforina B foram cortados, fundidos e duplicados. Essas glicoforinas são conhecidas proteínas das hemácias, células do sangue que são parasitadas  por Plasmodium em uma das fases do seu ciclo de vida.

Esta combinação genética parece levar a uma proteína mesclada: O braço aderindo dentro do glóbulo vermelho é composto de proteína A, enquanto o braço saindo da célula é composta de proteína B. Esta proteína híbrida parece ter sido descrito pela primeira vez em 1984, o antígeno Dantu, e é encontrada em hemácias de apenas uma pequena porcentagem de pessoas não-africanas e faz parte de um grupo de sangue raro chamado MNS.

dantu-pt

Alterações genéticas resultaram em duas proteínas que tipicamente abrangem a membrana de hemácias (GYPA acima, GYPB meio) fundindo em um único híbrido (Dantu). A proteína híbrida, encontrada principalmente em algumas pessoas da África Oriental, parece tornar mais difícil a invasão das hemácias pelo protozoário Plasmodium falciparum, causador da malária

Não está claro por que a proteína híbrida dificulta a entrada do protozoário e a pesquisa sugere que pode haver outros trechos de DNA no genoma humano que podem revelar a diversidade de respostas ao parasita.

Tipicamente, os estudos de análise do genoma procuram principalmente mudanças únicas – uma unidade alterada de DNA –  e não a cópia por atacado ou a redução pela metade dos genes. E uma vez que os pesquisadores separam e depois remontam o catálogo de dados genéticos de 3 bilhões de letras para analisá-lo, as seções que duplicam genes são mais difíceis de colocar na ordem correta e, portanto, mais difíceis de estudar, o que é o caso da região que contém o DNA da proteína da hemácia.

A resistência devido a essa proteína é inata, ou seja, é uma propriedade inerente do hospedeiro e independe de qualquer contato prévio com o parasito. A resistência inata pode ser absoluta, quando protege completamente o indivíduo da doença, ou relativa nos casos em que, mesmo havendo o desenvolvimento do parasito, o processo infeccioso é autolimitado.

A interação dos merozoítos com a hemácia envolve o reconhecimento de receptores específicos. E como mostra os estudos, fatores do hospedeiro, geneticamente determinados, podem influenciar a sua suscetibilidade a malária. Além desse exemplo da proteína Dantu, sabe-se que a ausência de receptores específicos na superfície das hemácias impede a interação com merozoítos. Em populações africanas também foram encontrados indivíduos que não apresentam o antígeno de grupo sanguíneo Duffy (FyFy), esses indivíduos são resistentes a infecção pelo P. vivax, o que explica a raridade deste tipo de malária em certas regiões da África.

Há também a imunidade adquirida, como aquela alcançada lentamente após anos de exposição em áreas de intensa transmissão, ou que mantém níveis de parasitemia abaixo de um limiar de patogenicidade, determinando infecções assintomáticas, ou ainda a transferência passiva de anticorpos da mãe imune para o filho, que é considerada um dos principais fatores responsáveis pela resistência do recém-nascido.

Para o recém-nascido, outros fatores também podem estar envolvidos, como a presença de eritrócitos contendo grandes quantidades de hemoglobina fetal (HbF), gerando um microambiente desfavorável ao crescimento parasitário. Existem algumas evidências de que a dieta alimentar do recém-nascido, deficiente em PABA, também possa impedir o desenvolvimento do parasito. Após este período, as crianças são altamente suscetíveis a malária grave, sendo frequentes as infecções fatais durante os dois a três primeiros anos de vida. Com o aumento da idade, as crianças sofrem progressivamente menos episódios de malária, embora possam apresentar altas parasitemias, na ausência de sintomas. Atingindo a idade adulta, os sintomas clínicos da doença são menos pronunciados e os níveis de parasitos sanguíneos muito baixos, refletindo, então, o desenvolvimento de uma imunidade “antiparasito”, também denominada premunição.

Aqueles que viajam para áreas de ocorrência de malária, devem utilizar medidas de prevenção individual, como a chamada profilaxia de contato, a qual consiste em evitar o contato do mosquito com a pele do homem. Como o anofelino tem, em geral, hábitos noturnos de alimentação, recomenda-se evitar a aproximação a áreas de risco após o entardecer e logo ao amanhecer do dia. O uso de repelentes nas áreas expostas do corpo, telar portas e janelas e dormir com mosquiteiros também são medidas que têm este objetivo.

No que se refere a medidas públicas, algumas estratégias são consideradas para reduzir os níveis de transmissão nas áreas endêmicas, como combate ao vetor adulto e larvas; medidas de saneamento básico; e medidas para melhorar as condições de vida, como através da informação, educação e comunicação, a fim de provocar mudanças de atitude da população com relação aos fatores que facilitem a exposição a transmissão. Com relação à vacina, a Organização Mundial da Saúde (OMS) anunciou em novembro de 2016 que a primeira vacina contra malária do mundo será lançada na África Subsaariana, e que campanhas de imunização terão início em 2018.

Sobre a malária

Em 2015, 212 milhões de casos de malária ocorreram em todo o mundo, de acordo com a Organização Mundial da Saúde, e 429.000 pessoas morreram, principalmente crianças. A malária ocorre nas áreas tropicais e subtropicais do mundo, porém a distribuição não é homogênea. Quando existe uma incidência constante de casos no decorrer de muitos anos sucessivos é considerada endêmica e quando ocorre agravamento periódico ou ocasional é epidêmica.

No Brasil, a distribuição depende das atividades ocupacionais desenvolvidas por populações expostas. Na Amazônia, por exemplo, a infecção é frequente entre garimpeiros e trabalhadores envolvidos em projetos agropecuários e de colonização. No caso da periferia de cidades como Belém – PA e Manaus – AM, a situação epidemiológica é influenciada pelo comportamento humano, como a observada entre migrantes que se aglomeram na periferia das grandes cidades, desencadeando um processo de pauperização da doença ou as más condições de habitação associadas a proximidade dos criadouros de mosquitos.

A transmissão ocorre quando fêmeas de mosquitos anofelinos (gênero Anopheles) parasitadas (presença de esporozoítos do protozoário Plasmodium em suas glândulas salivares) inoculam as formas infectantes do parasito durante o repasto sanguíneo. Já as fontes de infecção humana para os mosquitos são pessoas doentes ou mesmo indivíduos assintomáticos, que albergam formas sexuadas do protozoário parasito. Pode acontecer a infecção natural do homem com espécies de plasmódios simianos, já que primatas não-humanos podem funcionar como reservatórios de P. malariae, mas é pouco relatada.

Existem mais de 100 espécies conhecidas de protozoários causadores da malária, mas apenas quatro parasitam o homem: Plasmodium falciparum, P. vivax, P. malariae e P. ovale. Com relação ao mosquito vetor, das 400 espécies de anofelinos já descritas, aproximadamente 80 podem transmitir malária ao homem e 45 delas são consideradas vetores em potencial. Não são todos os Anopheles que são bons transmissores, no Brasil temos quatro espécies: A. (Nyssorhynchus) darlingi, que é a principal espécie e ocorre em todo o interior do país; A. (N.) aquasalis, que ocorre na região costeira, de São Paulo até o Pará; A. (Kerteszia) cruzii e A. (K.) bellator, que ocorrem em várias partes do país, mas têm importância nas regiões de bromélias de São Paulo para o Sul. Sabe-se que a transmissão não ocorre em temperaturas inferiores a 16°C ou acima de 33°C e nem em atitudes superiores a 2.000m, essas condições o desenvolvimento do parasito no mosquito. As condições que favorecem são a alta umidade relativa do ar (acima de 60%) e temperaturas entre 20-30°C.

O ciclo do Pasmodium apresenta diferentes formas (figura abaixo), dependendo do estágio em que se encontra.

Plasmodium formas

Na figura abaixo, vemos um resumo do ciclo evolutivo do Plasmodium, onde podemos observar cada uma dessas formas e onde elas atuam.

Plasmodium ciclo

1- Indivíduo com gametócitos no sangue. 2- Macrogametócitos e microgametócitos são ingeridos pelo mosquito anófeles. 3- Mosquito anófeles com gametócitos. 4- No estômago do mosquito, o macrogametócito amadurece, dando origem ao macrogameta. 5- No estômago do mosquito, os microgametócitos, por exflagelação, originam vários microgametas. 6- Um microgameta fecunda um macrogameta. 7- Formação do ovo ou zigoto. 8- Ovo móvel ou oocineto. 9- Encistamento do ovo na parede do estômago do mosquito. Esse ovo encistado é agora denominado oocisto. 10- Esporogônia dando origem a esporozoítos dentro do oocisto. 11- Rompimento do oocisro e liberação dos esporozoítos que se espalham por todo o mosquito, chegando às glândulas salivares do mesmo. 12- Anopheles indo fazer novo repasto sanguíneo. 13- Inoculação dos esporozoítos no homem. 14- Indivíduo recebendo os esporozoítos por meio da picada do anofelino. 15- Os esporozoítos por meio da corrente sanguínea chegam aos hepatócitos. 16- Hepatócitos infectados por esporozoítos. 17- No interior dos hepatócitos os esporozoítos crescem e se multiplicam (esquizogonia), originando os merozoítos. 18- Rompimento do hepatócito com liberação dos merozoítos. 19- Os merozoítos liberados pelos hepatócitos caem na corrente sanguínea e invadem as hemácias, transformando em trofozoítos jovens. 20- Trofozoíto ameboide. 21- Esquizonte. 22- Rosácea. 23- Rompimento da hemácia e liberação dos merozoítos que irão penetrar em novas hemácias. 24- Formação de gametócitos que irão infectar outro mosquito.

Muitos nomes? Calma lá! A animação abaixo é bem didática e vai te ajudar!

Durante um repasto sangüíneo infectante, de 15 a 200 esporozoítos são inoculados sob a pele do hospedeiro, permanecendo ali por cerca de 15 minutos antes de alcançarem a corrente sanguínea. A partir da corrente sanguínea os esporozoítos vão infectar os hepatócitos (células do fígado). Contudo, podem entrar em outras células sem nelas se desenvolverem, o que propicia a sua migração por diferentes células até atingir o hepatócito, onde se processa o desenvolvimento parasitário, cerca de 30 minutos após a infecção.

Nos hepatócitos vai ocorrer a produção de merozoítos por reprodução assexuada, com o rompimento da membrana do hepatócito os merozoítos caem na corrente sanguínea e vão parasitar hemácias. O desenvolvimento nas células do fígado requer aproximadamente uma semana para o P falciparum e P. vivax e cerca de duas semanas para o P. malariae. Nas infecções por P. vivax e P. ovale, o mosquito vetor inocula populações geneticamente distintas de esporozoítos: algumas se desenvolvem rapidamente, enquanto outras ficam em estado de latência no hepatócito, sendo por isso denominadas hipnozoítos (o grego hypnos, sono). Estes são responsáveis pelas recaídas tardias da doença, que ocorrem após períodos variáveis de incubação, em geral dentro de seis meses para a maioria das cepas de P. vivax. As recaídas são, portanto, ciclos pré-eritrocíticos e eritrocíticos consequentes da esquizogonia tardia de parasitos dormentes no interior dos hepatócitos.

Com a invasão dos eritrócitos (hemácias), os merozoítos irão passar por alguns estágios de desenvolvimento (trofozoíto jovem, maduro, esquizonte e rosácea), que vão originar novos merozoítos. Estes, então, serão liberados na corrente sanguínea e parasitar outras hemácias, um ciclo que se repete sucessivas vezes, a cada 48 horas (malária terçã) nas infecções pelo P. falciparum, P. vivax e P. ovale, e a cada 72 horas (malária quartã) nas infecções pelo P malariae. A fonte de nutrição de trofozoítos e esquizontes sanguíneos é a hemoglobina, porém alguns componentes metabólicos necessários ao seu desenvolvimento são procedentes do plasma: glicose, metionina, biotina, certas purinas e pirimidinas, fosfato e ácido paraminobenzóico (PABA).

A destruição das hemácias e a consequente liberação dos parasitos e de seus metabólitos na circulação provocam uma resposta do hospedeiro, como toxicidade resultante da liberação de citocinas, determinando os sintomas característicos da malária. Uma fase sintomática inicial, caracterizada por mal-estar, dores-de-cabeça, cansaço e dores musculares, geralmente precede a clássica febre da malária. Esses sintomas são comuns a muitas outras infecções, não permitindo um diagnóstico clínico seguro. O acesso malárico, um conjunto de sintomas e sinais caracterizados por intenso calafrio seguido de elevação rápida da temperatura corpórea, acompanhada de náuseas e/ou vômitos, dor de cabeça, dores musculares e abdominais, coincide com a ruptura das hemácias ao final da esquizogonia. Esta fase dura de 15 minutos a uma hora, sendo seguida por uma fase febril, com temperatura corpórea podendo atingir 41°C ou mais. Após um período de duas a seis horas, ocorre defervecência da febre e o paciente sente-se melhor. Entretanto, a constatação desta regularidade é pouco comum nos dias atuais, em decorrência de tratamento precoce, realizado ainda a fase de assincronismo das esquizogonias sanguíneas. Dessa forma, o padrão mais observado é o da febre irregular cotidiana.

Em áreas endêmicas, quadros prolongados de infecção podem produzir manifestações crônicas da malária. Um quadro conhecido como síndrome de esplenomegalia tropical pode ocorrer em alguns adultos jovens altamente expostos a transmissão. Estes apresentam volumosa esplenomegalia (aumento do volume do baço), hepatomegalia (aumento do volume do fígado), anemia, leucopenia (redução do número de leucócitos) e plaquetopenia (redução do número de plaquetas), sendo importante o diagnóstico diferencial com a leishmaniose visceral, esquistossomose hepatoesplênica ou leucemias.

 

Fontes:
Hybrid protein offers malaria protection
NEVES, D. P. Parasitologia Humana. 11 ed. São Paulo: Atheneu, p. 143-161, 2004.

 

Anúncios

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair /  Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair /  Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair /  Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair /  Alterar )

Conectando a %s