Un fungo ricombinante Aspergillus oryzae trasmesso dalle larve agli adulti delle zanzare Anopheles stephensi inibisce lo sviluppo delle oocisti del parassita della malaria

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12177 (2023) Citare questo articolo

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Il controllo della trasmissione dei parassiti della malaria dalle zanzare agli esseri umani è ostacolato dalla diminuzione dell’efficacia degli insetticidi, dallo sviluppo di resistenza ai farmaci contro gli antimalarici di ultima istanza e dall’assenza di vaccini efficaci. Qui, l'attività di blocco della trasmissione anti-plasmodiale di un ceppo di fungo ricombinante Aspergillus oryzae (A. oryzae-R), utilizzato nell'industria alimentare umana, è stata studiata nelle zanzare Anopheles stephensi allevate in laboratorio. Il ceppo di fungo ricombinante è stato geneticamente modificato per secernere due peptidi effettori anti-plasmodiali, MP2 (peptide 2 dell'intestino medio) ed EPIP (peptide di interazione enolasi-plasminogeno). La trasmissione transstadiale del fungo dalle larve alle zanzare adulte è stata confermata dopo l'inoculazione di A. oryzae-R nelle vaschette d'acqua utilizzate per l'allevamento delle larve. La secrezione dei peptidi effettori anti-plasmodiali all'interno dell'intestino medio delle zanzare ha inibito la formazione di oocisti dei parassiti P. berghei. Questi risultati indicano che A. oryzae può essere utilizzato come modello di paratransgenesi che trasporta proteine ​​effettrici per inibire lo sviluppo del parassita della malaria in An. stephensi. Sono necessari ulteriori studi per determinare se questo fungo ricombinante può essere adattato in condizioni naturali, con un impatto minimo o nullo sull’ambiente, per colpire gli agenti patogeni infettivi trasmessi dalle zanzare all’interno dei loro vettori.

Il Plasmodium, che causa la malaria, è la più importante malattia trasmessa da vettori e viene trasmesso attraverso la puntura delle zanzare anofeline infette1. Quasi la metà della popolazione mondiale vive in aree a rischio di malaria e ogni anno muoiono di malaria più di 400.000 persone, la maggior parte delle quali bambini piccoli1. Nonostante i continui sforzi di gestione, il controllo della malaria ha avuto un successo limitato, i livelli di infezione si sono stabilizzati e l’eradicazione rimane sfuggente. Indubbiamente, l’attuale pandemia di COVID-19 ha implicazioni indirette per il controllo della malaria. La risposta rapida al COVID-19 deve ispirare sforzi per migliorare il controllo della malaria, altrimenti c’è il rischio di un aumento della mortalità causata da questa pandemia, in particolare tra i bambini, e di annullare una delle campagne di sanità pubblica più efficaci2. Di conseguenza, esiste un urgente bisogno di alternative pratiche per controllare la malaria1.

Le zanzare sono gli ospiti definitivi della malaria e di molte altre malattie trasmesse da vettori. L'Anopheles stephensi è un importante vettore della malaria in Asia e si è recentemente diffuso nel Corno d'Africa3. Nella zanzara, il parassita subisce fasi di sviluppo, moltiplicazione e maturazione all'interno dell'intestino medio4. L’intestino medio può quindi essere considerato un obiettivo primario per l’intervento, in modo tale che la competizione tra i microbiomi nell’intestino può far sì che una particolare specie prenda il sopravvento nell’intestino5,6. Il microbiota delle zanzare può provenire dall'ambiente in una qualsiasi delle diverse fasi del ciclo di vita della zanzara e ha effetti importanti attraverso le interazioni con i processi biologici delle zanzare, come crescita, risposte immunitarie, digestione, riproduzione e resistenza agli agenti patogeni7,8. La composizione delle specie del microbioma delle zanzare è quindi molto dinamica e diversificata9,10,11.

Negli ultimi anni, gran parte dell’agenda di ricerca sulla malaria si è concentrata sullo sviluppo di farmaci o vaccini. Poiché l’efficacia degli insetticidi e dei trattamenti contro la malaria diminuisce e a causa dell’inadeguatezza di vaccini efficaci contro le malattie trasmesse dalle zanzare, i risultati del vaccino contro la malaria più avanzato (RTS, S) suggeriscono che riduce solo la morbilità ed è quindi inadeguato in termini di strumento raggiungere l’obiettivo di debellare la malaria1. La richiesta di approcci di controllo più dinamici mirati ai vettori è in crescente sviluppo12. Tra i metodi proposti di recente, la paratransgenesi è un approccio nuovo e sfaccettato che è stato suggerito come potenziale mezzo per controllare le malattie trasmesse da vettori. Questo approccio tenta di eliminare un agente patogeno da una comunità di vettori manipolando geneticamente gli organismi simbiotici del vettore, come batteri, virus o funghi, inducendo l'endosimbionte a produrre molecole effettrici antipatogene13,14. Microrganismi inclusi virus15, funghi13,16 e batteri17 sono stati testati come candidati alla paratransgenesi nei vettori della malaria. Per facilitare l’approccio, i microrganismi utilizzati per la paratransgenesi devono essere associati alla popolazione del vettore bersaglio, devono crescere in modo efficiente in terreni comunemente disponibili e poco costosi e devono essere geneticamente modificabili in laboratorio. Dopo la manipolazione genetica, devono rimanere simili al tipo selvatico e colonizzare e dominare all'interno del vettore in modo efficiente e infine devono essere sicuri rispetto all'uomo, all'ambiente e agli animali non bersaglio18.