Scoperta proteina che aiuta i parassiti a sopravvivere nelle cellule ospiti

Toxoplasma gondii e altri parassiti si circondano con una membrana per proteggersi da fattori della cellula ospite che potrebbero ucciderli. Crediti: Wandy Beatty/Washington University School of Medicine in St. Louis

Ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno scoperto perché le modifiche in un singolo gene, ROP18, contribuiscono in maniera sostanziale alla pericolosa formazione del parassita Toxoplasma gondii. La risposta rappresenta probabilmente un passo avanti verso nuovi modi di combattere il Toxoplasma e molti altri virus.

Il Toxoplasma gondii è un organismo parassitario che vive nei gatti e in altri animali a sangue caldo e può causare la toxoplasmosi nell’uomo. Questo parassita appartiene alla stessa famiglia del Plasmodium, che causa la malaria.

In uno studio pubblicato su Cell Host & Microbe, gli scienziati mostrano che il gene ROP18 disattiva le proteine della cellula ospite, che altrimenti distruggerebbero la bolla protettiva che il parassita crea intorno a sé. Il parassita, quando entra nelle cellula ospite, “indossa” la bolla come una membrana protettiva. Questo involucro lo protegge dall’ambiente ostile della cellula – che altrimenti lo ucciderebbe – come fosse una tuta spaziale in un ambiente alieno.

“Se potessimo trovare terapie che blocchino il gene ROP18 e altri parassiti delle proteine come questo, le proteine della cellula ospite potrebbero avere il sopravvento nella battaglia contro l’infezione”, afferma l’autrice Sarah Fentress, ricercatrice  presso il laboratorio di L. David Sibley e professoressa di microbiologia molecolare.

L’infezione da Toxoplasma o la toxoplasmosi è conosciuta dalla maggior parte delle persone a causa della raccomandazione per le donne in gravidanza di non cambiare la lettiera dei gatti. Difatti, i gatti sono comunemente infettati da tale parassita, come lo sono alcuni capi di bestiame e la fauna selvatica.

“Il ruolo esatto del gene ROP18 e delle proteine correlate nelle malattie umane resta da studiare”, afferma Sibley. “Ma i topi sono ospiti naturali del toxoplasma, quindi gli studi in laboratorio sui topi possono essere importanti per la diffusione dell’infezione.”

Gli epidemiologi stimano che circa una persona su quattro è stata infettata dal Toxoplasma. Queste infezioni, in genere, causano malattie gravi solo in pazienti con un sistema immunitario indebolito. In alcuni casi rari, però, l’infezione in pazienti con sistema immunitario sano conduce a gravi malattie del sistema nervoso centrale o, nel caso di donne incinte, a difetti congeniti o alla morte dei feti.

Nel nuovo studio, Fentress ha dimostrato che la proteina ROP18 si lega a una classe di proteine ospiti note come GTPasi connesse all’immunità. I test effettuati su colture cellulari e modelli animali hanno dimostrato che questa associazione porta ad una reazione che disattiva il GTPasi, che normalmente dovrebbe rompere la membrana protettiva del parassita.

“Con una sola eccezione, gli esseri umani non hanno la stessa famiglia degli enzimi GTPasi “, osserva Fentress. “Noi abbiamo, invece, un gruppo simile di proteine immunitarie chiamate proteine guanilato-leganti (recettori enzimatici ad attività guanilato-ciclasica), e attualmente stiamo effettuando degli esperimenti per vedere se il ROP18 disattiva queste proteine in un modo simile nelle cellule umane”.

L’importanza della ricerca è amplificata dal fatto che i risultati potrebbero essere applicati ad altri parassiti e agenti patogeni. La toxoplasmosi, infatti, appartiene ad una famiglia di parassiti che include il parassita Plasmodium, che causa la malaria. Tutti questi organismi si circondano di membrane protettive quando entrano nelle cellule ospiti.

“Il Plasmodium non produce ROP18, ma secerne proteine correlate chiamate FIKK”, afferma Fentress. “E’ possibile anche intervenire per contrastare i meccanismi di difesa dell’ospite come GTPasi o le proteine guanilato-leganti”.