I biomarcatori volatili hanno potuto contribuire ad individuare le infezioni acute ed asintomatiche di malaria

La malaria è ancora una malattia micidiale nelle regioni tropicali e subtropicali. Ogni anno la malattia infetta più di 200 milione di persone mondiali, reclamando diverse centinaia mille vittime. I bambini sono particolarmente vulnerabili, con 90 per cento delle vittime sotto l'età di cinque, secondo l'organizzazione mondiale della sanità (WHO). Non solo può la malaria uccidere la gente, ma egualmente altera la qualità di vita dei superstiti ed è un ostacolo significativo a sviluppo economico nei paesi in cui è prevalente.

In molti casi, tuttavia, il host infettato porta l'agente patogeno senza presentare alcuni sintomi esterni. “Queste sono precisamente la gente che dobbiamo mirare a per fermare la malattia che si sparge,„ dice Consuelo De Moraes, professore della biocomunicazione & dell'entomologia a ETH Zurigo.

Riconoscimento dei cambiamenti negli odori

Ma come identificate la gente infettata senza i sintomi esterni? Possibilmente riconoscendo cambia i loro odori - come dimostrati dal professore di ETH e dai suoi colleghi in un documento pubblicato appena negli atti del giornale dell'Accademia nazionale delle scienze. Lavorando con i collaboratori al centro internazionale per la fisiologia e l'ecologia dell'insetto a Nairobi, questi ricercatori hanno esaminato i prodotti chimici volatili rilasciati dall'interfaccia dei bambini keniani ed hanno identificato i reticoli caratteristici per sia le infezioni acute che asintomatiche di malaria.

In uno studio precedente con i mouse, questi ricercatori avevano dimostrato che i cambiamenti negli odori connessi con malaria rendono le persone infettate più attraenti ai vettori della zanzara, che trasmettono la malattia da una persona ad un altro. “Basato sul nostro lavoro precedente abbiamo avuti ragione di sperare che i simili cambiamenti negli odori umani potrebbero fornire i biomarcatori che potrebbero essere usati per la diagnosi,„ De Moraes spiegasse.

Per perseguire la loro teoria, gli scienziati di ETH hanno raccolto i campioni delle sostanze volatili rilasciate dall'interfaccia di più di 400 scolari keniani. Questo esperimento in questione collocando il piede o il braccio di un bambino nel sacco sigillato del teflon e passando una corrente di aria sopra l'interfaccia per circa un'ora. L'aria poi è stata incanalata tramite i filtri speciali che hanno raccolto i composti volatili. Facendo uso di gascromatografia e di spettrometria di massa, gli scienziati poi hanno determinato l'identità e la quantità di ciascuno composto per generare i profili di odore per i bambini infettati ed in buona salute.

Differenze importanti

Ulteriore analisi di questi profili ha identificato i biomarcatori volatili che hanno permesso ai ricercatori di identificare chiaramente se un bambino è infettato con il parassita di malaria. Inoltre, i profili di odore sono stati trovati per essere significativamente differenti nel caso delle infezioni acute ed asintomatiche. I ricercatori potevano individuare estremamente attendibilmente l'agente patogeno anche quando era soltanto presente in quantità minuscola e non era ancora osservabile sotto il microscopio. Anche per le infezioni asintomatiche, la tariffa di rilevazione nello studio era vicina a cento per cento.

“Questa alta tariffa di rilevazione era incoraggiante,„ dice De Moraes, che egualmente è stato sorpreso tramite le considerevoli differenze trovate nei profili delle persone con le infezioni acute ed asintomatiche di malaria. “Inizialmente non eravamo sicuri che i composti chimici noi dovrebbero cercare,„ spiega il professore di ETH. L'organismo rilascia molti composti diversi dall'interfaccia che variano secondo l'ingestione, il metabolismo o la malattia di cibo. “L'impronta specifica non è creata dalla presenza o dall'assenza dei composti specifici, ma attraverso un cambiamento nelle concentrazioni di composti che sono egualmente presenti in gente in buona salute. Il nostro compito era di filtrare i giusti segnali dall'esteso rumore di fondo.„

I ricercatori sperano che i biomarcatori che hanno identificato possano essere adatti a sviluppare uno strumento diagnostico relativamente semplice che può essere utilizzato nel campo per l'individuazione tempestiva di malaria. I metodi quale reazione a catena della polimerasi (PCR), una tecnica dell'analisi del DNA, già esistono per l'identificazione degli agenti patogeni di malaria ad una fase iniziale. Tuttavia, sono relativamente costosi e richiedono gli impianti del laboratorio, che fa il loro uso molto diffuso che sfida, specialmente nei pæsi più poveri dell'emisfero australe.

Primo punto verso l'applicazione

“Questi nuovi biomarcatori volatili sono un primo punto importante. Ora qualcuno deve sviluppare un'applicazione che può essere utilizzata economico ed attendibilmente nel campo,„ dice il segno Mescher, un professore di ETH nell'istituto di biologia integrante che egualmente ha lavorato al progetto. I ricercatori sperano di contribuire allo sviluppo di una tal applicazione con l'associazione continuata con Bill e le fondamenta di Melinda Gates, che hanno fornito alcuno del finanziamento per questa ricerca.

Questi ricercatori di ETH egualmente sperano che i simili metodi potrebbero essere efficaci nel combattimento delle altre malattie. “Sappiamo che la causa vettore-sopportata degli agenti patogeni cambia spesso negli odori delle persone infettate che influenzano il comportamento di vettore,„ dice Mescher, “che può creare un'impronta chimica dell'infezione che può essere sfruttata per la diagnosi.„

Sorgente: https://www.ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2018/05/malaria-detectable-in-olfactory-cocktail.html