Lo studio, dal titolo “An Alveolata secretory machinery adapted to parasite-host cell invasion” pubblicato su Nature Microbiology, e svoltosi principalmente in un laboratorio dell’Università di Montpellier, in Francia, con collaborazioni a Chicago e Philadelphia, negli Stati Uniti, apre la strada a nuove prospettive di ricerca per trattamenti contro malattie ad alta incidenza a livello globale come la malaria, o la toxoplasmosi.
La ricerca, sotto la supervisione della dott.ssa M. Lebrun, é stata portata avanti, sin dagli albori dell’idea, da una ricercatrice astigiana, la dott.ssa Eleonora Aquilini.
Aquilini e colleghi hanno dimostrato che l’azione secretoria di un particolare set di organelli (compartimenti provvisti di membrana), chiamati “rhoptry”- essenziali non solo per invadere ma anche per riconvertire le funzioni delle nostre cellule secondo le esigenze del parassita- dipende dalla formazione di una struttura a rosetta all’apice anteriore di questi parassiti. I ricercatori hanno inoltre evidenziato come la formazione di questa struttura, visibile grazie al microscopio elettronico, dipenda da un complesso molecolare di elementi mai studiati prima, senza i quali i parassiti sarebbero incapaci di penetrare all’interno delle cellule.
La particolare originalità di questo lavoro, premiata già nel 2018, quando la dott.ssa Aquilini presentò per la prima volta i risultati preliminari in una delle conferenze più rinomate del campo parassitologico a Boston (Molecular Parasitology Meeting), viene dall’idea di utilizzare, come modello per decifrare questi pericolosi parassiti, innocui microorganismi che vivono nelle pozze d’acqua, cugini lontani secondo l’evoluzione: i ciliati. Benché questi due tipi di microorganismi infatti abbiano adottato stili di vita completamente differenti – gli uni parassitando cellule di vari organismi superiori, gli altri vivendo liberi, cacciando prede ancor píu piccole – entrambi si sono evoluti da un antenato comune e condividono alcune peculiari caratteristiche. Indizi, questi, sufficienti a guidare il team di ricerca a cercare ulteriori similitudini e a trovare tracce convincenti.
I risultati di questa nuova ricerca dimostrano infatti che la struttura a rosetta presente nei parassiti, e il suo meccanismo di formazione sono proprio gli stessi utilizzati dai ciliati per difendersi, e che questo processo di secrezione ha probabilmente un’origine evolutiva comune. Con una differenza. Il lavoro pubblicato oggi evidenzia infatti, grazie alla crio-elettro tomografia (tecnica che ha vinto il Nobel per la Chimica nel 2017) come nei parassiti uno degli elementi chiave individuati nel meccanismo di secrezione si trovi in corrispondenza di un’enigmatica vescicola, incastrata tra la punta dei rhoptry – gli organelli secretori – e la membrana esterna, proprio sotto la struttura a rosetta. Questa vescicola, assente nei ciliati delle pozze, potrebbe essere un elemento critico per il parassitismo e rappresentare la complessità aggiuntiva richiesta per l’invasione cellulare.
“Scoperta entusiasmante quest’ultima – afferma la dott.ssa Aquilini – che potrebbe, oltre ad avere implicazioni in campo clinico, fare luce anche sull’evoluzione del parassitismo: senza dubbio stile di vita con piú successo in natura, se si pensa che oltre la metà delle 7,7 milioni di specie conosciute della Terra sono parassite e questo stile di vita si è evoluto in modo indipendente centinaia di volte.”
Nella foto: la struttura a rosetta visibile sulla punta anteriore di Toxoplasma gondii, al microscopio elettronico.
Nella foto sopra: Crio-elettro tomografia della struttura a rosetta e ricostruzione 3D delle interazioni tra la punta del “rhoptry” (arancione), la vescicola apicale (rosa) e la rosetta di fusione (viola).