SpotMalaria: uma plataforma colaborativa global para estudo dos principais parasitas causadores da malária

Projeto utiliza tecnologias de ponta em genômica para rapidamente gerar informações relevantes sobre os dois principais parasitas causadores de malária em humanos: Plasmodium falciparum e P. vivax

Um dos grandes desafios na eliminação da malária, uma doença parasitária transmitida por mosquitos, é determinar quais, onde e como, medidas de controle da doença devem ser utilizadas. O mesmo método aplicado da mesma forma em diferentes locais pode não ter o mesmo impacto. Desta forma, intervenções devem ser realizadas de acordo com as condições específicas de cada região. Entender a população local do parasita e do vetor é essencial e pode responder importantes questões, como por exemplo, onde estão as principais áreas de transmissão? Os parasitas de uma determinada região são resistentes a alguma droga? As intervenções no controle da malária favoreceram o surgimento de nova resistência a drogas?

SpotMalaria, um projeto liderado pelo Malaria Genomic Epidemiology Network (MalariaGen), utiliza tecnologias de ponta em genômica para rapidamente gerar informações relevantes sobre os dois principais parasitas causadores de malária em humanos: Plasmodium falciparum e P. vivax. O objetivo é entender a população local dos parasitas e disponibilizar tais informações aos nossos colaboradores de forma a facilitar a tomada de decisões no controle da malária. Para cada parceiro, produzimos um Cartão de Relatório Genético (do inglês Genetic Report Card, GRC) contendo informações-chave sobre resistência a drogas e complexidade da infecção. Também podemos gerar dados de sequenciamento do genoma completo para um estudo aprofundado da evolução de ambas espécies de parasitas.

Parceiros do projeto fornecem amostras de casos confirmados de malária sob a forma de gotas de sangue no papel filtro (do inglês dried blood spots, DBS). Sugerimos um procedimento padrão bastante simples de coletar, armazenar e transportar as amostras, que pode ser facilmente implementado no campo, com treinamento pouco especializado. Podemos fornecer kits de coleta, caso os parceiros prefiram utilizar nosso material padrão. Também podemos aceitar amostras de sangue filtrado (leucócitos removidos) caso este seja o método de coleta do projeto em andamento. Parceiros nos enviam suas amostras, no Wellcome Trust Sanger Institute no Reino Unido, e realizamos uma série de procedimentos laboratoriais, inclusive extração de DNA, amplificação seletiva do genoma completo (do inglês selective whole genome amplification, Oyola et al 2016) e genotipagem, para gerar dados genéticos dos parasitas em um curto espaço de tempo.

Para P. falciparum, o GRC contém informações para cada amostra de genótipos de mais de 20 variações genéticas que são relevantes para identificação de resistência a drogas e mais de 100 polimorfismos de nucleotídeo único (do inglês single nucleotide polimorphisms, SNPs). Já para P. vivax, fornecemos dados sobre 7 supostos marcadores de resistência a drogas (Price et al 2012), 73 SNPs em regiões do genoma que estão sob seleção positiva (Pearson et al 2016), e outros 40 SNPs (Baniecki et al 2015). Estes dados podem ser utilizados por nossos parceiros para entender o impacto que intervenções podem causar na resistência a drogas e analisar a frequência de marcadores moleculares relevantes; também podem investigar a clonalidade da população de parasitas infectantes, analisando a complexidade da infecção; e se os parasitas são originários do local da coleta ou se migraram de uma região adjacente. A compreensão destas questões é útil para tomadas de decisão relacionadas a onde e como recursos para programas de controle de malária devem ser empregados.

Os dados genéticos gerados pelo projeto ficarão disponíveis sem restrição por serem de importância para a saúde pública. Os dados genéticos são acompanhados por poucas informações (apenas data e local de coleta), o que significa que os parceiros que nos forneceram as amostras dispõem ainda de outros dados e um conhecimento profundo do campo, o que os mantém aptos a responder as suas próprias questões científicas baseado no seu maior conhecimento da região, da população e do ambiente.

Os dados genômicos são utilizados para a realização de análises de escala global sobre a variabilidade genética e evolução dos parasitas. Sempre que o nosso grupo ou a comunidade de pesquisadores da malária encontram marcadores genéticos relevantes, fazemos a atualização de nossa plataforma de genotipagem para que tais dados estejam incluídos. Por exemplo, em 2016 nosso grupo liderou uma colaboração e encontramos o marcador genético responsável por conferir resistência a piperaquina, composto frequentemente utilizado como parte da terapia combinada à base de artemisinina em casos de infecção por P. falciparum (Amato et al 2016). Logo após a descoberta, o marcador genético foi incluído no nosso painel de genotipagem. Este é um processo bastante dinâmico, onde novas descobertas podem ser rapidamente incorporadas e, com isso, fornecermos as informações mais recentes a nossos parceiros.

Como você pode participar do projeto? SpotMalaria é um projeto de longa duração que está no estágio inicial e nossos processos ainda estão em fase de melhoria como, por exemplo, a capacidade de processamento de amostras e o desenvolvimento de aplicativos para visualização dos dados. Somos responsáveis por todos os custos relacionados a genotipagem e sequenciamento durante o período estabelecido pelo financiamento do projeto. Parceiros potenciais devem entrar em contato conosco para que possamos discutir cada projeto em particular e como trabalhar juntos.

SpotMalaria já conta com mais de 30 parcerias, em 24 países. Se você gostaria de saber mais sobre nosso projeto ou entrar em contato, por favor visite nosso website https://www.malariagen.net/about, envie-nos um email info@malariagen.net ou siga-nos nas redes sociais @malariagenomics.

Referências:

Amato R, Lim P, Miotto O et al (2016) Genetic markers associated with dihydroartemisinin–piperaquine failure in Plasmodium falciparum malaria in Cambodia: a genotype–phenotype association study. Lancet Inf Dis 17(2): 164-173

Oyola S, Ariani CV, Hamilton W et al (2016) Whole genome sequencing of Plasmodium falciparum from dried blood spots using selective whole genome amplification. Mal J 15: 597

Pearson RD, Amato R, Auburn S et al (2016) Genomic analysis of local variation and recent evolution in Plasmodium vivax. Nature genetics 48: 959-64

Price RN, Auburn S, Marfurt J, & Cheng Q (2012) Phenotypic and genotypic characterisation of drug-resistant Plasmodium vivax. Trends in Parasitology, 28: 522-529