Notizia

Feb 02, 2024

Le oocisti di Plasmodium berghei possiedono vie di sintesi e di eliminazione degli acidi grassi

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 12700 (2023) Cita questo articolo Dettagli metrici I parassiti della malaria effettuano la sintesi degli acidi grassi (FAS) nel loro organello apicoplasto attraverso un processo batterico

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12700 (2023) Citare questo articolo

Dettagli sulle metriche

I parassiti della malaria effettuano la sintesi degli acidi grassi (FAS) nel loro organello apicoplasto attraverso una via enzimatica correlata ai batteri (tipo II). Nell'ospite vertebrato, gli stadi esoeritrocitici del Plasmodium si basano sulla FAS, mentre gli stadi intraeritrocitici dipendono dall'eliminazione della FA dal loro ambiente. Nella zanzara, le oocisti di P. falciparum esprimono e si affidano agli enzimi FAS per la formazione di sporozoiti, ma le oocisti di P. yoelii non esprimono, né dipendono dagli enzimi FAS e quindi si affidano all'eliminazione degli FA per supportare la sporogonia. In P. berghei, gli enzimi FAS sono sacrificabili in modo simile per la sporogonia, indicando che è conforme allo scenario di P. yoelii. Mostriamo qui che P. berghei, inaspettatamente, esprime gli enzimi FAS durante lo sviluppo dell'oocisti. Questi risultati indicano che P. berghei può impiegare FAS insieme allo scavenging di FA per massimizzare la sporogonia e la trasmissione, ed è più simile a P. falciparum di quanto precedentemente ipotizzato rispetto all'acquisizione di FA da parte dell'oocisti. La capacità delle oocisti di passare dalla FAS allo scavenging potrebbe essere un fattore importante nella relazione non competitiva di sfruttamento delle risorse tra i parassiti Plasmodium e le loro zanzare vettori, che modella la virulenza dei parassiti sia negli insetti che nei vertebrati.

La malaria rimane una malattia infettiva pericolosa per la vita causata dall'infezione da parassiti apicomplexa del genere Plasmodium, di cui P. falciparum è il più mortale tra le diverse specie di parassiti della malaria umana. I sintomi clinici sono causati da parassiti asessuali allo stadio sanguigno (intraeritrocitici), una piccola percentuale dei quali si sviluppa in cellule precursori dello stadio sessuale (gametociti) che facilitano la trasmissione da parte delle zanzare. La trasmissione del parassita della malaria inizia con l'assorbimento di gametociti maschili e femminili con il pasto di sangue da parte di una zanzara femmina. Le principali fasi di sviluppo che avvengono all'interno dell'insetto sono: (i) gametogenesi e fecondazione nel lume dell'intestino medio; (ii) trasformazione degli zigoti in forme mobili allungate denominate ookineti; (iii) attraversamento dell'epitelio dell'intestino medio da parte degli ookineti, seguito dalla loro trasformazione in giovani oocisti; (iv) crescita e divisione delle oocisti per generare migliaia di sporozoiti, un processo chiamato sporogonia; (v) fuoriuscita di sporozoiti dalle oocisti e loro colonizzazione delle ghiandole salivari delle zanzare. A seguito di una puntura di zanzara infetta da sporozoite, si sviluppano parassiti asessuali allo stadio epatico (esoeritrocitici) da cui vengono avviate nuove infezioni allo stadio sanguigno per completare il ciclo vitale del Plasmodium.

Gli acidi grassi (FA) sono componenti cellulari essenziali necessari per la biosintesi delle membrane cellulari e delle molecole di segnalazione. I parassiti della malaria acquisiscono AF sia mediante sintesi de novo che mediante eliminazione/assorbimento dai loro ambienti. La sintesi degli acidi grassi a catena corta e media (FAS) viene effettuata nell'organello dell'apicoplasto, un cloroplasto relitto, e l'allungamento aggiuntivo dell'FA (FAE) per generare FA a catena lunga viene condotto nelle membrane del reticolo endoplasmatico (ER), utilizzando due vie enzimatiche parallele e funzionalmente correlate (Fig. 1)1. Al centro della FAS c'è un ciclo enzimatico in quattro fasi che prevede: (i) condensazione della proteina trasportatrice di acil-ACP (acil-ACP) con acetoacetil-ACP, catalizzata dall'acil-ACP elongasi (FabB/F, PBANKA_0823800); (ii) riduzione del chetoacil-ACP, catalizzata dalla chetoacil-ACP reduttasi (FabG, PBANKA_0823800); (iii) disidratazione dell'idrossiacil-ACP, catalizzata dall'idrossiacil-ACP deidratasi (FabZ, PBANKA_1338200); (iv) riduzione dell'enoil-ACP, catalizzata dall'enoil-ACP reduttasi (FabI, PBANKA_1229800) (Fig. 1). La FAE utilizza un percorso enzimatico simile condotto da un diverso insieme di proteine ​​e impiega il coenzima A (CoA) invece dell'ACP come trasportatore acilico (Fig. 1).

Vie enzimatiche coinvolte nella sintesi degli acidi grassi (FAS) e nell'allungamento (FAE) nel Plasmodium. Gli enzimi coinvolti nella catalisi sono mostrati in carattere rosso. FabB/F, acil-ACP elongasi; FabG, chetoacil-ACP reduttasi; FabZ, idrossiacil-ACP deidratasi; FabI, enoil-ACP reduttasi; ELO-A/B/C, acil-CoA allungasi A/B/C; KCR, chetoacil-CoA reduttasi; DEH, idrossiacil-CoA deidratasi; ECR, enoil-CoA reduttasi.