Inmunómica, genética y proteómica de la malaria humana.Descubrimiento de biomarcadores de diagnóstico y tolerancia en zonas endémicas de África

Resumen

La malaria, causada por parásitos del género Plasmodium, es una de las enfermedades infecciosas con mayor impacto en la salud pública. Su cuadro clínico es muy heterogéneo y está influenciado por el desarrollo de inmunidad adaptativa y la genética del individuo. La identificación de marcadores de tolerancia a la malaria, tanto inmunitarios como genéticos, constituye un objetivo científico para contribuir a eliminar esta enfermedad. Además, el control de la malaria sigue enfrentándose a la ausencia de sistemas de diagnóstico sensibles y asequibles y de vacunas efectivas. Así, la identificación de antígenos de Plasmodium constituye otro objetivo principal en la lucha antimalárica, ya que aumentaría el arsenal de moléculas candidatas para el diseño de vacunas y de sistemas diagnósticos. En concreto, los antígenos reconocidos por IgM, la primera clase de anticuerpo secretado en una infección y con poder protector en la malaria, se encuentran escasamente estudiados. Por ello, nos propusimos como objetivo evaluar el estado inmunitario humoral y de tolerancia genética de individuos procedentes de regiones endémicas de malaria y asociarlo con su estado de infección con el fin de identificar marcadores asociados a infecciones leves. Además, nos propusimos identificar los antígenos y epítopos inmunodominantes de P. falciparum reconocidos por IgM con la intención de aumentar el número de candidatos para vacunación y diagnóstico serológico. Para ello, recogimos muestras de sangre y plasma de individuos residentes en Ghana, en República Democrática del Congo y con malaria importada en España. Tras diagnosticar la infección por P. falciparum, las muestras se clasificaron en función de la edad, embarazo y grado de infección. Para la evaluación del estado inmunitario, se determinaron los niveles de IgG, IgM e IgA, tanto totales como específicas de P. falciparum. El genotipado de polimorfismos en los genes PIEZO1, G6PD, hemoglobina beta y piruvato quinasa permitió conocer el nivel de tolerancia genética a la malaria en esas regiones. Los antígenos de P. falciparum reconocidos por IgM se identificaron y semicuantificaron a gran escala mediante un nuevo método de inmunoprecipitación seguido de LC-MS/MS. Por último, se identificaron los epítopos más inmunogénicos mediante microarrays de péptidos con la secuencia de los antígenos inmunodominantes. Nuestros resultados muestran que con la edad aumenta la concentración de inmunoglobulinas específicas dando lugar a un estado de semi-inmunidad asociado a una reducción de la parasitemia y que los niveles elevados de IgA e IgM específicas pueden actuar como marcadores de intensidad de la infección en niños. El análisis de tolerancia genética a la malaria demostró el efecto protector de las variantes E756del del gen PIEZO1, hemoglobina AS y A- de la G6PD. Además, los portadores de dos o más variantes protectoras desarrollaron malaria con menor parasitemia que los que tienen una o ninguna. Por último, se identificaron un total de 237 antígenos de P. falciparum reconocidos por IgM. Los antígenos implicados en la invasión o la interacción con el hospedador fueron las principales dianas de la respuesta mediada por IgM. Entre ellos, los expresados en el esquizonte y los que carecían de regiones de baja complejidad fueron los más inmunogénicos. También identificamos una batería de péptidos reconocidos por IgM con potencial para realizar diagnóstico serológico y con posible capacidad inmunoprotectora y demostramos que la secuencia de un epítopo influye en su grado de inmunogenicidad. Así pues, los resultados de esta tesis abren perspectivas para mejorar el control de la malaria gracias a la identificación de una batería de marcadores de tolerancia a la infección tanto inmunitarios como genéticos. También se ha ampliado la información biológica disponible sobre el reconocimiento de Plasmodium por IgM, identificándose anticuerpos potencialmente protectores, así como nuevos candidatos para diagnóstico serológico.