Aplicações da Genômica na Malária

Post de Gabriela B. C. Garcia

            Volkman et al., 2012 doi: 10.1038/nrg3187 

Figura 4 a| Código de barras molecular para identificar tipos de parasitas A, B ou C. b| Este esquema indica o código de barras molecular para o parasita que causa a pico na parasitemia (A ou C). O código de barras molecular pode ser utilizado em ensaios de drogas ou vacina para determinar se o parasita que está presente antes da intervenção (parasita A) é a causa da infecção subsequente (recrudescência) ou se um tipo diferente de parasita (parasita C) é a causa da reinfecção. c| Código de barras molecular aplicado na avaliação dos níveis de transmissão durante intervenções terapêuticas. Indivíduos com muitas cores representam infecção por mais de um tipo de parasita enquanto indivíduos na cor preta não estão infectados. A tendência de COI((complexidade de infecção) igual a 1 é indicada por indivíduos com apenas uma cor, representando infecção por populações clonais do parasita. 

O conhecimento do genoma do Plasmodium falciparum (2002) e do P. vivax (2008) possibilita o desenvolvimento de estratégias capazes de reduzir a prevalência da malária humana no mundo. Nesta temática, Volkman e cols. (2012) sugerem campos de pesquisa e abordagens baseadas na genômica e genética de populações que são promissoras no combate à malária. Os pontos mais importantes destacados no trabalho citado são:

1. A genotipagem das populações dos diferentes parasitas permite a determinação da estrutura populacional destes (frequências alélicas), o cálculo do desequilíbrio de ligação (variantes genéticas herdadas por associação não aleatória), a identificação de assinaturas de seleção e a realização de estudos de associação do genoma (GWAS), quando informações fenotípicas estiverem disponíveis.
2. O uso de microarranjos de DNA possibilita a compreensão dos mecanismos de transcrição e regulação epigenética da expressão gênica, processos que interferem na virulência parasitária e nas variações antigênicas.  
3. Aplicação da genética de populações para a compreensão e monitoramento de mudanças na epidemiologia e transmissão da malária, através de três planos de pesquisa são propostos:
1. Uso de biomarcadores conhecidos para avaliar genótipos do hospedeiro, vetor e parasita: marcadores relacionados com o risco à infecção ou resistência a medicamentos, identificação de variantes associadas com resistência a inseticidas, e genotipagem do parasita para identificar contribuições de diferentes espécies em infecções mistas.  Obter essas informações é essencial para avaliar a eficácia das estratégias de intervenção aplicadas no campo, e seu impacto sobre a seleção de variantes resistentes que poderia invalidar os esforços de controle da doença. 
2. Identificação de novas variantes associadas com a resistência às drogas anti-maláricas: reconhecimento dos parasitas com esse fenótipo clínico e investigação das variantes genéticas correspondentes.
3. Biomarcadores moleculares conhecidos e monitoramento de mudanças na estrutura da população que refletem a transmissão da malária: atualmente alguns parâmetros genômicos, imunológicos e gametócito-específicos são mensuráveis e possibilitam a correlação de diversos fatores associados com a transmissão da doença. 

A estrutura da população de parasitas revela o número dos diferentes tipos desses organismos que infectam certa população de seres humanos, refletindo o nível relativo da intensidade de transmissão da malária. COI (complexidade de infecção) representa o número de parasitas diferentes em um indivíduo infectado. COI pode ser avaliada através de um código de barras molecular, que associa um conjunto de SNPs (polimorfismos de nucleotídeo único) e cria uma assinatura para cada parasita, obtida por seqüenciamento gênico. Quando a transmissão é baixa, é possível avaliar a eficácia de medicamentos e vacinas com base no código de barras molecular, além de identificar se novos casos de malária são de origem local ou de importação (ver figura). 

Assim, conclui-se que é necessário ter maior aproveitamento das ferramentas genômicas durante a jornada de erradicação da malária. A informação disponível auxilia a descoberta de alvos vulneráveis a intervenções, tais como medicamentos, vacinas ou inseticidas; e a identificação de biomarcadores para vigilância, monitoramento e diagnóstico. Por fim, os autores sugerem que haja cooperação entre os centros de excelência em pesquisa sobre malária (ICEMR), para sustentar e ampliar os esforços de controle dessa doença. 

Volkman SK, Ndiaye D, Diakite M, Koita OA, Nwakanma D, Daniels RF, Park DJ, Neafsey DE, Muskavitch MAT, Krogstad DJ, Sabeti PC, Hartl DL, Wirth DF. Application of genomics to field investigations of malária by the international centers of excellence for malaria research. Journal Acta Tropica 121 (2012) 324-332 doi:10.1016/j.actatropica.2011.12.002