Dalla sua fondazione, nel 1916, la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health ha fatto parassitologia ricerca una priorità.
Malaria, febbre gialla, amebiasi, tripanosomiasi ed elminti erano importanti problemi di salute pubblica, e hookworm era una delle principali preoccupazioni della Fondazione Rockefeller, il principale donatore alla Scuola di Igiene e salute pubblica.
Tra i dipartimenti originali della Scuola, il Dipartimento di Protozologia ed Entomologia medica aveva quattro divisioni: protozologia, elmintologia, entomologia medica e in seguito una divisione di virologia. Il presidente Robert William Hegner ha osservato che ” gli zoologi che sono interessati alla parassitologia di solito dirigono la loro attenzione sul parassita , mentre la maggior parte dei medici tende a enfatizzare le reazioni dell’ospite . Solo quando queste due fasi vengono riunite e quando vengono aggiunti aspetti della materia peculiari delle attività di salute pubblica viene realizzato un programma completo: quindi la parassitologia diventa la biologia delle relazioni ospite-parassita.”
Gruppi di ricerca
Il laboratorio del Dr. Peter Agre studia l’influenza delle aquaporine sia umane che del parassita della malaria sull’infezione da malaria. Durante la rapida crescita dei parassiti malarici all’interno dei globuli rossi, il glicerolo viene assorbito dai parassiti e incorporato nei lipidi per la biosintesi della membrana. Il glicerolo deve attraversare la membrana plasmatica dei globuli rossi e la membrana plasmatica parassitaria per diventare accessibile al parassita. Il gruppo ha dimostrato che le aquaglyceroporine sono espresse in entrambe le membrane nei topi. Host aquaporin 9 (AQP9) è espresso nella membrana plasmatica dei globuli rossi e parassita aquaglyceroporin (PbAQP) è espresso nella membrana plasmatica del parassita. La via di trasporto del glicerolo contribuisce alla virulenza degli stadi intraeritrocitici del plasmodio durante l’infezione malarica. Le aquaporine ospiti sono anche studiate nel cervello, dove AQP4 serve a proteggere contro la malaria cerebrale. Questi sforzi forniranno una migliore comprensione della biologia della malaria e possono portare a metodi migliori per controllare o curare la malaria.
Il laboratorio della Dott. ssa Isabelle Coppens studia gli adattamenti dei parassiti apicomplessi alle loro cellule di mammiferi ospiti che portano alla patologia della malattia. Il phylum di Apicomplexa comprende patogeni umani come il Plasmodio, l’agente eziologico della malaria, il Toxoplasma e il Cryptosporidium, due principali agenti patogeni opportunisti di individui immunocompromessi. Entrando nei confini di una cellula, questi parassiti si assicurano una pronta fonte di nutrienti e protezione dagli scontri immunitari. Stiamo analizzando i geni e le vie microbiche coinvolte nella co-opzione dei processi e degli organelli delle cellule ospiti da parte di Apicomplexa, incluso il citoscheletro ospite e il traffico di membrana durante l’infezione, il salvataggio dei lipidi ospiti e il rimodellamento del vacuolo parassitoforo per supportare la differenziazione e la replicazione dei parassiti. Ci concentriamo sui meccanismi patogeni all’interfaccia ospite-parassita che rappresentano obiettivi interessanti per lo sviluppo di strategie terapeutiche contro le infezioni da Apicomplessi.
Il laboratorio della dott. ssa Monica Mugnier studia la variazione antigenica nel tripanosoma africano, Trypanosoma brucei. Questi parassiti mortali eludono il riconoscimento da parte del sistema immunitario degli esseri umani e degli animali che infettano “commutando” un denso strato superficiale costituito da una proteina nota come glicoproteina superficiale variante, o VSG. T. brucei può estendere il suo repertorio di VSGs oltre quelli codificati nel genoma attraverso eventi di ricombinazione che creano nuove varianti antigenicamente distinte. Questa diversificazione del repertorio VSG per creare nuovi strati di antigene è fondamentale per il parassita per mantenere un’infezione cronica. Il laboratorio Mugnier utilizza bioinformatica e altri approcci high-throughput per comprendere meglio le dinamiche della variazione antigenica e i meccanismi che guidano la diversificazione VSG in vivo.
I parassiti della malaria contengono due organelli, l’apicoplasto e il mitocondrio, che si pensa siano sorti attraverso l’incorporazione di altre cellule nel parassita. A causa dell’origine procariotica di questi organelli, contengono una gamma di vie metaboliche che differiscono significativamente da quelle dell’ospite umano. Il laboratorio del Dr. Sean Prigge sta studiando i percorsi biochimici trovati in questi organelli, in particolare quelli che dipendono dai cofattori enzimatici lipoate, biotina e cluster ferro-zolfo. Siamo interessati a questi tre cofattori, come vengono acquisiti, come vengono utilizzati e se sono essenziali per la crescita dei parassiti della malaria.
In un dato momento, i parassiti elminti (nematodi, trematodi, vermi a nastro) infettano oltre un terzo della popolazione umana. Questi parassiti pluricellulari longevi, che in genere stabiliscono un’infezione che dura da mesi a decenni, inducono risposte immunitarie che si traducono in un cambiamento fondamentale dello stato immunitario degli individui infetti. Il Dott. Alan Scott indaga l’impatto dei nematodi parassiti sull’immunità ospite con particolare attenzione alla funzione dei macrofagi nei polmoni. Inoltre, il Dr. Scott indaga il ruolo dei macrofagi polmonari nella regolazione della risposta infiammatoria indotta contro i globuli rossi infetti dalla malaria che sequestrano nell’ambiente polmonare.
Gli schistosomi sono parassiti unici del sistema sanguigno che occupano una nicchia nei capillari venosi che drenano l’intestino tenue (Schistosoma mansoni o S. japonicum) e la vescica (S. haematobium). Questi parassiti causano gravi patologie nel fegato nel caso dei primi due e della vescica nel caso del terzo. Infatti nella vescica, l’infezione è associata allo sviluppo del cancro della vescica. Il Dr. Clive Shiff è interessato ai meccanismi nello sviluppo di questo cancro derivante dall’infezione cronica, rilevando i cambiamenti nelle prime fasi dell’infezione e anche nei metodi per migliorare la diagnosi di queste infezioni utilizzando il rilevamento del DNA. L’obiettivo è quello di migliorare il metodo epidemiologico per valutare l’impatto sulla salute pubblica del parassita.
Dott. Photini Sinnis e il suo gruppo sono focalizzati sulla comprensione della biologia fondamentale degli stadi pre-eritrocitari della malaria. Ciò include gli sporozoiti, lo stadio infettivo del parassita della malaria e gli stadi epatici in cui si sviluppano. Questa è un’area di indagine sottovalutata ma di fondamentale importanza in quanto si tratta di un’infezione da malaria stabilita nell’ospite dei mammiferi. Gli obiettivi della loro ricerca sono: 1) chiarire le interazioni molecolari necessarie per il viaggio dello sporozoite dal midgut della zanzara al fegato dei mammiferi; 2) comprendere gli eventi coinvolti nell’invasione degli epatociti; 3) tradurre i loro risultati per sviluppare farmaci e un vaccino che mirano a questi stadi del parassita della malaria.
La ricerca nel laboratorio del Dr. Prakash Srinivasan è focalizzata sulla comprensione delle basi molecolari dell’invasione delle cellule ospiti da parte del patogeno umano Plasmodium falciparum. La malattia clinica è causata dai parassiti della malaria in crescita esponenziale all’interno dei globuli rossi (RBC). Questa infezione dello stadio del sangue inizia quando i merozoiti (forme invasive) entrano in contatto con i globuli rossi attraverso specifiche interazioni ligando-recettore che attivano la segnalazione intracellulare, sia nel parassita che nell’RBC, per facilitare l’ingresso del parassita. Molte di queste vie di segnalazione sono conservate e funzionano anche durante sporozoite (un’altra forma invasiva) invasione di epatociti (fegato). Utilizziamo approcci complementari come le tecniche di editing del genoma condizionale, l’imaging cellulare dal vivo, gli inibitori di piccole molecole e la proteomica quantitativa per studiare la funzione dei determinanti dell’invasione in questo complesso processo. Sfruttiamo queste conoscenze per sviluppare e convalidare nuovi vaccini antimalarici e obiettivi farmacologici utilizzando sistemi modello in vitro e in vivo.
Il Dr. David Sullivan e il suo lavoro di laboratorio sulla biologia molecolare del plasmodio legata al metabolismo del ferro, che si interseca anche con la cristallizzazione dell’eme, il bersaglio dei farmaci chinolonici antimalarici. e il ferro biodisponibile svolge anche un ruolo critico nell’attivazione dell’altra classe di farmaci antimalarici, le artemisinine. Il lavoro sulla malaria cerebrale e sull’anemia grave comporta la risposta endoteliale umana al plasmodio e il contributo delle emolisine plasmodiche all’anemia. Un principio generale delle malattie infettive è una diagnosi accurata e un trattamento efficace e il laboratorio lavora sulla nuova diagnostica della malaria della saliva o dell’urina, nonché su nuovi usi della malaria per farmaci già approvati dalla FDA. Uno studio epidemiologico in Bangladesh sta sondando il ruolo dell’emoglobina E sul rischio di esito e trasmissione tra altri fattori umani, parassiti e vettori. Il lavoro in corso sugli elminti include la filiariasi e la schistosomiasi.