Vaccini Malaria in Etiopia: La Sorpresa Nascosta nel DNA del Parassita!

Ciao a tutti! Oggi voglio raccontarvi una storia affascinante che arriva direttamente dal cuore della ricerca sulla malaria, una malattia che, purtroppo, continua a fare troppe vittime nel mondo, specialmente in Africa. Come sapete, negli ultimi anni c’è stata una grande speranza grazie all’arrivo di due nuovi vaccini: l’RTS,S/AS01 e l’R21/Matrix-M. Entrambi sono stati approvati dall’OMS e puntano a proteggere i bambini, i più vulnerabili a questa piaga. Sembra una notizia fantastica, vero? E lo è, ma c’è un “ma”, un dettaglio cruciale che noi ricercatori non possiamo ignorare: il parassita della malaria, il *Plasmodium falciparum*, è un maestro del trasformismo genetico.

Il Bersaglio dei Vaccini: La Proteina Pfcsp

Entrambi i vaccini prendono di mira una proteina specifica del parassita chiamata proteina circumsporozoita (Pfcsp). Immaginatela come il “cappotto” che il parassita indossa nella sua fase infettiva (lo sporozoita), fondamentale per invadere il nostro fegato. Il problema è che questo “cappotto” non è sempre uguale. Esiste un’enorme diversità genetica nel gene *Pfcsp* tra i vari ceppi di parassiti nel mondo. E qui casca l’asino: i vaccini sono stati sviluppati basandosi su una versione specifica di questa proteina (quella del ceppo 3D7/NF54). Se il parassita che circola in una certa zona ha un “cappotto” troppo diverso, l’efficacia del vaccino potrebbe calare drasticamente. È stato visto che l’efficacia dell’RTS,S scende dal 50% circa contro ceppi “uguali” al vaccino, a poco più del 33% contro ceppi con anche una sola differenza!

La Situazione in Etiopia e la Nostra Indagine

In Etiopia, la malaria sta tornando a far paura. Nel 2023 i casi sono schizzati a oltre 9 milioni, un aumento enorme rispetto agli anni precedenti. Introdurre i vaccini qui sembra una mossa logica e urgente. Ma c’era un buco nero nelle nostre conoscenze: nessuno aveva ancora studiato in dettaglio la diversità genetica del gene *Pfcsp* nei parassiti che circolano proprio lì. Senza questi dati, come possiamo sapere se i vaccini funzioneranno al meglio?

Ecco dove entriamo in gioco noi. Ci siamo messi all’opera per colmare questa lacuna. Abbiamo raccolto campioni di sangue da pazienti con malaria in tre diverse aree dell’Etiopia (Metehara, Zenzelema e Kolla Shelle), zone anche molto distanti tra loro e con caratteristiche ambientali diverse. L’obiettivo? Sequenziare l’intero gene *Pfcsp* di questi parassiti per vedere “che faccia avesse” in Etiopia e confrontarlo con quello usato nei vaccini.

Come Abbiamo Fatto? Un Tuffo nel DNA

Abbiamo estratto il DNA dai campioni e poi, utilizzando la PCR (una tecnica per “fotocopiare” il DNA), abbiamo amplificato specificamente il gene *Pfcsp*. Dopodiché, abbiamo usato una tecnologia all’avanguardia, la Oxford Nanopore Technology, che ci permette di leggere sequenze di DNA molto lunghe con grande precisione. È stato un lavoro meticoloso, ma alla fine siamo riusciti ad ottenere le sequenze complete di *Pfcsp* da 85 campioni di alta qualità. Eravamo pronti a scoprire cosa nascondeva il DNA dei parassiti etiopi.

I Risultati: Un Mix di Conferme e Sorprese

Analizzando le sequenze, abbiamo fatto diverse scoperte interessanti.

Nessuna Differenza Geografica Evidente: La prima cosa che ci ha colpito è stata la mancanza di grandi differenze genetiche tra i parassiti raccolti nelle tre diverse località, nonostante le distanze. L’indice FST, che misura la differenziazione genetica, era praticamente zero. Questo suggerisce che c’è un notevole “mescolamento” genetico tra le popolazioni di parassiti in Etiopia, probabilmente dovuto agli spostamenti delle persone che, senza saperlo, trasportano i parassiti da una zona all’altra. Anche l’analisi filogenetica e la rete degli aplotipi hanno confermato questa mescolanza e hanno mostrato somiglianze non solo tra i campioni etiopi, ma anche con sequenze provenienti da altri paesi come Sudan, Ghana e Thailandia.

La Regione N-terminale: Conservata ma non Troppo: La parte iniziale del gene (*N-terminale*) è risultata abbastanza conservata, come visto anche in altri studi. Abbiamo ritrovato un motivo importante (KLKQP) in tutti i campioni. Però, attenzione! Abbiamo anche identificato una mutazione specifica (A98G) e, nella maggior parte dei casi, l’inserzione di un blocco di 19 amminoacidi proprio nel mezzo di questa regione. Queste piccole modifiche potrebbero essere strategie del parassita per sfuggire meglio al nostro sistema immunitario.

La Regione Centrale: Variazioni nelle Ripetizioni: Il cuore del gene è caratterizzato da ripetizioni di piccole sequenze di amminoacidi, principalmente NANP e NVDP. Qui abbiamo trovato un po’ di variabilità: il numero totale di queste ripetizioni per ogni parassita variava da 39 a 42. Abbiamo identificato 10 diversi “schemi” di ripetizione (aplotipi), con uno predominante (Haplotype 1) presente nel 40% dei campioni. È interessante notare che, a differenza di studi in altre aree (come India o Myanmar), non abbiamo trovato tipi di ripetizioni “nuove” o esotiche, solo le classiche NANP e NVDP in numero variabile. Anche se queste ripetizioni sono il bersaglio principale degli anticorpi indotti dai vaccini, non è ancora chiaro se queste variazioni nel numero possano influenzare l’efficacia protettiva.

La Regione C-terminale: Il Punto Critico e la Scoperta Chiave! E arriviamo alla parte finale del gene (*C-terminale*), che contiene due zone (epitopi Th2R e Th3R) fondamentali perché riconosciute dalle cellule T del nostro sistema immunitario. Qui abbiamo trovato la massima variabilità, un vero e proprio “melting pot” genetico con ben 10 aplotipi diversi solo in questa regione! Ma la scoperta più importante, quella che ci ha fatto davvero sobbalzare, è stata questa: nessuno, e ripeto, nessuno degli 85 aplotipi etiopi che abbiamo analizzato nella regione C-terminale corrispondeva esattamente all’aplotipo presente nei vaccini RTS,S e R21 (derivato dai ceppi 3D7/NF54)!

Ogni singolo aplotipo etiope presentava almeno una sostituzione amminoacidica rispetto alla sequenza vaccinale in queste zone cruciali Th2R e Th3R. Abbiamo contato fino a 10 posizioni diverse con mutazioni in Th2R e 6 in Th3R. Questo significa che la versione della proteina Pfcsp che circola in Etiopia è significativamente diversa da quella contro cui i vaccini attuali sono stati progettati per funzionare al meglio.

Cosa Significa Tutto Questo per l’Etiopia (e non solo)?

Questa scoperta è fondamentale. Il fatto che gli aplotipi circolanti in Etiopia siano così diversi da quello vaccinale solleva un serio interrogativo sull’efficacia che i vaccini RTS,S e R21 potranno avere in quel contesto. Come abbiamo detto, studi precedenti hanno mostrato una correlazione tra la corrispondenza dell’aplotipo e l’efficacia del vaccino. Un “mismatch” così netto come quello che abbiamo osservato potrebbe tradursi in una protezione inferiore a quella sperata o vista in altre regioni.

Il nostro studio, essendo il primo di questo tipo in Etiopia, fornisce dati cruciali e funge da importante punto di riferimento. Evidenzia l’assoluta necessità di:

• Monitoraggio continuo: Bisogna continuare a studiare la diversità genetica del parassita nel tempo e in aree più vaste del paese.
• Valutazione dell’impatto: Servono studi specifici per capire quanto questo “mismatch” influenzi realmente l’efficacia dei vaccini sul campo in Etiopia.
• Sviluppo di vaccini futuri: Questi dati potrebbero essere fondamentali per progettare vaccini di nuova generazione, magari “universali” o specifici per determinate regioni, che tengano conto della diversità locale del parassita.

Certo, il nostro studio ha dei limiti: abbiamo analizzato campioni da tre sole località e le nostre sono osservazioni a livello di sequenza genica. Serviranno ulteriori ricerche per confermare l’impatto biologico e immunologico di queste variazioni.

In conclusione, il nostro viaggio nel DNA del *Plasmodium falciparum* etiope ci ha rivelato un’alta diversità genetica e, soprattutto, una completa discrepanza tra gli aplotipi locali e quelli dei vaccini attuali nelle regioni immunologicamente importanti. È una scoperta che non sminuisce l’importanza dei vaccini, ma sottolinea quanto sia complesso combattere un nemico così mutevole come il parassita della malaria e quanto sia vitale continuare a studiarlo da vicino per affinare le nostre armi. La lotta alla malaria richiede una conoscenza profonda del nemico, e noi siamo orgogliosi di aver aggiunto un tassello importante a questo puzzle in Etiopia.

Fonte: Springer