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Prospettive di ricerca sulla malaria:  

Malattie dimenticate
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Cosa sono le malattie dimenticate?

Sono malattie che hanno un impatto devastante sulla vita sociale, economica e politica degli abitanti del Sud del Mondo. Il loro potenziale mercato è insufficiente per attirare investimenti privati e vi è una cronica carenza di fondi pubblici destinati alla ricerca: su un totale di 1393 farmaci sviluppati fra il 1975 ed il 1999 solo 13 (1%) sono indicati per queste malattie.

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HbS e HbC

di Marco Fodde

Le aree della savana ad alta patologia malarica hanno anche la più alta frequenza di emoglobina C, una variante dell’emoglobina che conferisce una protezione contro la malaria principalmente agli individui omozigoti per l’allele C. 
Questo fattore è importante alla luce delle teorie di David Modiano e collaboratori, ovvero che il contesto epidemiologico ideale per la selezione di tale fattore genetico protettivo sia con una percentuale molto alta di trasmissione malarica. 

Diffusione in Africa dell’ emoglobina tipo HbS: una resistenza a caro prezzo!

Altre forme di emoglobina difendono dalla malaria, per esempio nelle persone che possiedono una copia di una mutazione nota come HbS, comune in tutta l’Africa. Ma quelli che hanno due copie di HbS muoiono giovani per una forma di anemia cellulare. Le persone che hanno l’HbS o l’HbC vengono infettate dalla malaria come tutti, ma le mutazioni in qualche modo impediscono all’infezione di generare sintomi gravi, quali l’anemia e il coma: si tratta di una prospettiva esaltante per gli scienziati che stanno cercando di creare un vaccino e altri farmaci antimalarici .

(i numeri indicano la frequenza genica %)

 


I geni che codificano per le catene proteiche dell'emoglobina mostrano piccole differenze all'interno delle diverse popolazioni umane, così la sequenza degli amminoacidi dell'emoglobina è lievemente diversa da persona a persona. Nella maggior parte dei casi queste variazioni non incidono sulla funzione della proteina e spesso non si notano nemmeno. D'altra parte, in alcuni casi, gli amminoacidi mutati producono grandi variazioni strutturali. 

Un tipico esempio è quello dell'anemia falciforme, dove l'acido glutammico 6 nella catena beta è sostituito da una valina. Questa mutazione permette alla molecole di emoglobina deossigenata di ancorarsi l'una all'altra, producendo fibre rigide di emoglobina all'interno dei globuli rossi. Questo fatto porta alla deformazione dei globuli rossi che normalmente hanno la forma di un disco liscio e invece assumono una forma a C o a falce. Le cellule deformate sono fragili e spesso si rompono portando ad una perdita di emoglobina nota come anemia falciforme. Questa condizione può sembrare che debba essere sempre un grave svantaggio, ma in una circostanza, diventa un vantaggio. I parassiti che provocano la malattia tropicale della malaria, passano parte del loro ciclo vitale nei globuli rossi, ma non possono vivere nei globuli rossi falciformi pieni di fibre. Così le persone con l'anemia falciforme sono piuttosto resistenti alla malaria. 
Altre circostanze che portano ad emoglobine difettose derivano da un errore nella produzione delle proteine alfa e beta. La struttura dell'emoglobina richiede una uguale produzione di entrambe le proteine. Se una di queste proteine manca, si produce una condizione chiamata talassemia.

Diffusione in Africa dell’ emoglobina tipo HbC

Da circa 50 anni gli studiosi sospettano che l’HbC abbia effetti protettivi contro la malaria, ma essendo il gene molto meno comune dell’HbS, studiarlo è molto più difficile. Le persone che hanno due copie del gene sono ancora più rare. Se la mutazione HbC ha tanto successo nel bloccare la malaria, perché non si riscontra in tutta l’Africa sub-sahariana, dove la malaria è endemica? Tanto più che essa è innocua, mentre la mutazione HbS provoca una grave anemia. 
Modiano è convinto che, a differenza dell’HbS, a questa mutazione occorra molto tempo per diffondersi e per insediarsi in tutta l’Africa, dal momento che è assai rara al di fuori del gruppo etnico dei Mossi e che per avere una protezione totale occorrono due copie del gene.
Wellems non è d’accordo. Egli ritiene che il livello di protezione garantito da HbC o HbS dipenda piuttosto dagli altri geni della persona in questione. In taluni gruppi etnici – per esempio tra i nigeriani – l’HbS protegge in modo più efficace e quindi è più comune. Le mutazioni HbS e HbC si verificano esattamente nello stesso punto della molecola di emoglobina, il che fa supporre che il meccanismo potrebbe essere universale, e ne fa un obiettivo ideale per le future medicine contro la malaria.

(i numeri indicano la frequenza genica %)

 

Nel BURKINA FASO, uno stato dell’Africa occidentale, un abitante su dieci possiede un gene che lo protegge dalla malaria: lo dimostra una ricerca svolta (David Modiano, Gaia Luoni, Bienvenu Sodiomon Sirima,Jacques Simporé, Federica Verra, Amadou Konaté, Elena Rastrelli,Anna OIivieri, Carlo Calissano, Giacomo Maria Paganotti, Leila D’Urbano, Issa Sanou, Alphonse Sawadogo, Guido Modiano & Mario Coluzzi) e pubblicata su Nature (Nature 2001; 414:305–308). 
Il gene contiene il codice di una forma mutante di emoglobina. Le persone che possiedono una copia di tale gene hanno il 26 per cento di probabilità in meno di prendere la malaria. Quelle che ne hanno due – una ereditata dalla madre e una dal padre – possono contare su una eccezionale riduzione del rischio, addirittura il 93 per cento. La mutazione in questione, chiamata HbC, «fornisce una protezione estremamente efficace contro la forma più grave della malaria», come affermato dal genetista David Modiano dell’Università di Roma, che ha condotto la ricerca. Il motivo non è ancora chiaro. Gli studiosi sperano che la comprensione dei suoi effetti porterà a nuove cure contro la malaria.

Thomas Wellems del National Institute of Allergy and Infectious Diseases di Bethesda, nel Maryland sostiene che:«Le mutazioni dell’emoglobina sono insorte in seguito a una pressione selettiva esercitata dalla malaria»,. «In questo modo la natura ci dice quali sono i fattori che ci proteggono da una data malattia». 
La selezione tra la popolazione umana di ulteriori aspetti genetici protettivi contro la malaria appare inoltre coerente con le scoperte entomologiche summenzionate, in quanto dimostra con chiarezza che la mortalità dovuta a P. falciparum è stata comune soltanto nei passati 6000 anni o meno.
L’incredibile aumento della trasmissione della malaria che ha accompagnato la speciazione di A. gambiae, può aver influito sull’insorgere di un modermo P. falciparum da un progenitore ancestrale meno patogeno. La grande crescita della percentuale della trasmissione dei parassiti, potrebbe aver favorito la selezione di un ceppo aggressivo che cresce in fretta, responsabile di infezioni acute. Tale recente emersione di P. falciparum patogenico è supportato da alcuni recenti studi sul parassita. La disponibilità del genoma completo di A. gambiae, potrà accelerare gli studi dell’evoluzione di questo taxon. La stretta correlazione tra la sequenza del genoma e il complemento del cromosoma politenico è già stata utilizzata per analizzare le sequenze al punto di rottura delle maggiori inversioni polimorfiche , in particolare quelle che hanno un fine diagnostico per le forme cromosomiche. Saggi di tipo molecolare per queste inversioni permetteranno di estendere a tutti gli stadi della vita l’analisi della genetica della popolazione e l’ecologia delle forme cromosomiche, incluse le larve ai primi stadi evolutivi e la popolazione maschile adulta, nella quale non è possibile effettuare uno studio diretto sul cromosoma politenico.


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