Diarrea non batterica: il parassita sfuggente adesso lo si costringe in laboratorio

Una delle cause più comuni di diarrea in tutto il mondo, che comprende milioni di casi e decine di migliaia di morti, soprattutto di bambini piccoli, è il parassita Cryptosporidium. I medici possono curare i bambini con Cryptosporidium per la disidratazione, ma a differenza di molte altre cause di diarrea, non ci sono farmaci per uccidere il parassita oi vaccini per prevenire l’infezione. Nei paesi ricchi, il Cryptosporidium è noto per causare epidemie di diarrea causate dall’acqua. Il parassita attraversa un ciclo vitale complesso, compreso uno stadio in cui è chiamato un’oocisti e diventa resistente, simile a spore e difficile da uccidere con cloro, candeggina o altre misure igieniche di routine. Nel 1993, 400.000 persone nell’area di Milwaukee svilupparono diarrea, crampi allo stomaco e febbre dopo che un impianto di depurazione delle acque malfunzionante permise al Cryptosporidium di rifornirsi d’acqua dalla città. Ogni anno negli Stati Uniti vengono segnalate dozzine di focolai minori, molti dei quali associati a piscine e parchi giochi acquatici. La diarrea causata dal parassita può durare per settimane. Mentre questo è solo fastidioso per persone altrimenti sane, può essere pericoloso per la vita di bambini malnutriti e persone con sistemi immunitari compromessi. Fino ad ora, i ricercatori che volevano studiare il parassita dovevano ottenere oocisti dai vitelli infetti – l’infezione da Cryptosporidium è un problema serio nell’allevamento di bovini commerciali – e far crescere i parassiti nelle linee di cellule umane o di topo. Il parassita inevitabilmente sarebbe morto dopo pochi giorni senza passare attraverso un ciclo di vita completo, quindi i ricercatori avrebbero dovuto ottenere più oocisti dal bestiame per fare più esperimenti.

Ora, i ricercatori della Scuola di Medicina dell’Università di Washington a St. Louis hanno scoperto come coltivare il tipo più comune di Cryptosporidium in laboratorio, un progresso tecnologico che accelererà gli sforzi per curare l’infezione mortale. L’autore senior L. David Sibley, PhD,  professore emerito di Microbiologia molecolare, ha spiegato la controversia tra questo organismo e dell’umanità: “Questo parassita è stato descritto oltre 100 anni fa, e gli scienziati non sono mai stati in grado di coltivarlo in modo affidabile in laboratorio, che ha ostacolato la nostra capacità di comprendere il parassita e sviluppare trattamenti per questo. Ora abbiamo un modo per coltivarlo, propagarlo, modificare i suoi geni e iniziare a capire come provoca la malattia nei bambini. Questo è un primo passo verso lo screening di potenziali farmaci e la ricerca di nuovi farmaci o obiettivi vaccinali”. Sibley, insieme ai co-primi autori Georgia Wilke, PhD, che è uno studente del Medical Scientist Training Program, e ricercatrice Lisa Funkhouser-Jones, PhD , sospettava che il problema risiedesse nelle linee cellulari tradizionalmente utilizzate per far crescere il parassita. Derivate da cellule tumorali, queste linee cellulari erano molto diverse dall’intestino sano e normale che è la casa abituale dei parassiti. ricercatori hanno collaborato con Thaddeus S. Stappenbeck, MD, PhD, Conan Professor di Laboratorio e Medicina Genomica e coautore sulla carta Stappenbeck e colleghi hanno coltivato le cellule staminali intestinali per diventare “mini-budella” in un piatto – completo di tutti i tipi di cellule e la complessità strutturale di un vero intestino.

Quando i ricercatori hanno aggiunto oocisti ai mini-budella, i parassiti hanno prosperato. Sono emersi dalle oocisti e hanno attraversato il loro intero ciclo di vita per produrre più oocisti. Per la prima volta, ogni fase del complicato ciclo di vita del parassita potrebbe essere studiata in laboratorio. I ricercatori hanno anche dimostrato che potevano modificare i geni del parassita con CRISPR / Cas9 ed eseguire incroci genetici, rendendo questi potenti strumenti per studiare la biologia più accessibili di prima. Il ricercatore mette il parassita in questo ambiente che è molto più naturale, ed è felice e cresce, si sviluppa e attraversa l’intero ciclo di vita. Questo apre possibilità che sono state chiuse per molto tempo. C’è solo un farmaco approvato dalla FDA e non funziona nei bambini piccoli. Ci sono potenziali candidati al farmaco, ma non potevano essere esaminati prima perché i parassiti sarebbero comunque morti. La tecnica si applica solo al Cryptosporidium parvum, una delle due specie di Cryptosporidium più comuni che causano la diarrea nelle persone. Il suo cugino C. hominis è ancora più difficile da coltivare in laboratorio. I due sono strettamente correlati, ma mentre C. parvum può infettare i giovani mammiferi di molte specie, C. hominis infetta solo le persone. Ci sono solo poche dozzine di geni che sono diversi tra parvum e hominis, ma in qualche modo è abbastanza per rendere quest’ultimo molto pignolo. Non crescerà nei topi o nei vitelli o, finora, nelle mini-gole cresciute da cellule staminali di topo. La tecnica, sebbene potenzialmente potente, non si tradurrà immediatamente in una migliore terapia o prevenzione per la diarrea.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

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