Plasmodium falciparum é unha especie de protozoos parasitos causante da malaria ou paludismo en humanos, xunto con outras especies do xénero Plasmodium. Transmíteo a femia do mosquito do xénero Anopheles. A malaria causada por esta especie (tamén chamada malaria malignaRich, S. M.; Leendertz, F. H.; Xu, G.; Lebreton, M.; Djoko, C. F.; Aminake, M. N.; Takang, E. E.; Diffo, J. L. D. et al. (2009). "The origin of malignant malaria". Proceedings of the National Academy of Sciences 106 (35): 14902–14907. doi:10.1073/pnas.0907740106. PMC 2720412. PMID 19666593. ou falciparumPerkins, D. J.; Were, T.; Davenport, G. C.; Kempaiah, P.; Hittner, J. B.; Ong'Echa, J. M. (2011). "Severe malarial anemia: Innate immunity and pathogenesis". International journal of biological sciences 7 (9): 1427–1442. PMID 22110393.) é a forma máis perigosa de malaria, e coas maiores taxas de complicacións e mortalidade. En 2006, houbo uns 247 millóns de casos de infeccións de malaria humana (98% en África, 70% entre a poboación de 5 anos ou menos). A súa prevalencia é maior na África subsahariana ca en calquera outra rexión do mundo; na maioría dos países africanos un 75% dos casos de malaria débense ao P. falciparum, mentres que na maioría dos demais países nos que se dá a malaria, predominan outros plasmodios menos virulentos. Case todas as mortes por malaria son causadas por P. falciparum.
Introdución A malaria está causada por unha infección por protozoos do xénero Plasmodium. O nome malaria, do italiano mala aria (mal aire), procede da vinculación suxerida por Giovanni Maria Lancisi (1717) entre a malaria e os vapores velenosos das pantanos. O nome da especie vén do latín falx (fouce), e parere (parir). O microorganismo foi visto por primeira vez por Charles Louis Alphonse Laveran en 1880 no hospital militar de Constantina (Alxeria), e tratábase dun microgametocito en exflaxelación do plasmodio. Patrick Manson (1894) presentou a hipótese de que os mosquitos podían transmitir a malaria. Esta hipótese foi confirmada independentemente por Giovanni Battista Grassi e Ronald Ross en 1898. Grassi (1900) propuxo un estadio exoeritrocítico no ciclo de vida, confirmado posteriormente por Short, Garnham, Covell e Shute (1948), que encontrou Plasmodium vivax no fígado humano.
No mundo, a malaria é a enfermidade parasitaria máis significativa dos humanos, e cóbrase cada ano a vida de máis nenos ca calquera outra enfermidade infecciosa. Desde 1900, a área do mundo exposta á malaria reduciuse á metade, pero aínda así actualmente están expostas a ela 2.000 millóns de persoas. A morbilidade e a mortalidade é substancial. As taxas de infección en nenos nas áreas endémicas é da orde do 50%. A redución na incidencia da malaria coincide cun incremento da produción económica.http://www.ijern.com/images/February-2013/13.pdf
Non existen vacinas efectivas contra ningunha das seis ou máis especies de plasmodios causantes da malaria humana, mais os medicamentos contra ela lévanse empregando desde hai séculos. En 1640, Huan del Vego utilizou por primeira vez a tintura de codia de Cinchona (árbore da quinina) para tratar a malaria; os indios nativos do Perú e Ecuador levábana usando desde moito antes para tratar as febres. Pouco despois foi introducida en Europa. Richard Morton (1696) presentou a primeira descrición detallada do cadro clínico da malaria e do seu tratamento con quinina. Gize (1816) estudou a extracción de quinina cristalizada da codia de Cinchona, e Pierre Joseph Pelletier e Joseph Bienaimé Caventou (1820) en Francia extraeron os alcaloides de quinina puros, aos que lle deron os nomes de quinina e cinchonina.
Ciclo de vida de Plasmodium O ciclo de vida de todos as especies de Plasmodium é complexo e pasa por varios estadios, como esporozoíto, merozoíto, esquizonte, gametocito, microgameto, oocineto e ooquiste (vídeo do ciclo de vida).
No fígado A infección en humanos empeza coa picada da femia do mosquito Anopheles. Das glándulas salivares do insecto libérase o esporozoíto do protozoo, que entra na corrente sanguínea cando o insecto inxecta saliva para chuchar sangue, e invade rapidamente as células do fígado (hepatocitos), de modo que os esporozoítos desaparecen da circulación en 30 minutos. Durante os seguintes 14 días no caso de P. falciparum, os parasitos do estadio hepático diferéncianse e sofren multiplicación asexual, orixinando decenas de miles de merozoítos, que saen do hepatocito.
Nos eritrocitos Os merozoítos invaden os glóbulos vermellos (eritrocitos) do sangue humano, orixinan trofozoítos con forma de anel e despois sofren unha rolda adicional de multiplicación, orixinando un esquizonte, que produce de 12 a 16 merozoítos. A duración deste estadio eritrocítico do ciclo de vida do parasito depende da especie de parasito considerada: un ciclo irregular en P. falciparum, 48 horas en P. vivax e P. ovale, e 72 horas en P. malariae.Biodiversity of the Malaria in the World, Sylvie Manguin et al. Editorial John Libbey, 2008. p. 23 As manifestacións clínicas da malaria, febre e calafríos, están asociadas coa rotura síncrona dos eritrocitos infectados. A liberación dos merozoítos causa a infección de máis eritrocitos. Non todos os merozoítos se dividen en esquizontes, senón que algúns se diferencian en formas sexuais, os gametocitos machos e femias. Estes gametocitos son succionados pola femia do mosquito Anopheles cando se alimenta de sangue.
No insecto Dentro do intestino do insecto, o gametocito macho sofre unha división nuclear rápida, producindo oito microgametos flaxelados, os cales fertilizan aos microgamentos femininos. O resultado é un oocineto, que atravesa a parede intestinal do mosquito e enquístase no exterior da parede intestinal en forma de ooquiste. Pouco despois, o ooquiste rompe, liberando centos de esporozoítos no interior da cavidade corporal do mosquito, desde onde finalmente migran ás glándulas salivares do mosquito, e o ciclo volve a comezar.
Patoxénese Plasmodium falciparum causa malaria grave debido a unha propiedade característica que non presentan outros parasitos da malaria humana, que é o secuestro. Dentro do ciclo do estadio sanguíneo asexual de 48 horas, as formas maduras cambian as propiedades da superficie dos eritrocitos infectados, o que fai que se adhiran á superficie dos vasos sanguíneos, proceso chamado citoadherencia. Isto orixina a obstrución da microcirculación e produce a disfunción de múltiples órganos, como o cerebro na malaria cerebral.
Aparencia microscópica miniatura|280px|Frotis sanguíneo dun cultivo de P. falciparum (cepa K1, formas asexuais), con varios eritrocitos con estadios do parasito en anel no seu interior. Preto do centro hai un esquizonte e á esquerda un trofozoíto. O método preferido polos profesionais da Medicina para diagnosticar a malaria e determinar a especie de Plasmodium causante da infección é o exame microscópico de películas de sangue no laboratorio. Cada especie ten unhas características físicas distintivas que son aparentes vistas co microscopio. En P. falciparum, só se poden ver no sangue periférico os trofozoítos iniciais (forma en anel) e os gametocitos. É raro ver trofozoítos maduros ou esquizontes nos frotis de sangue periférico, xa que normalmente están secuestrados nos tecidos. Os eritrocitos parasitados non están agrandados, e é común ver células con máis dun parasito no seu interior. En certos casos, vense puntos vermellos con forma de coma febles chamados "puntos de Maurer" na superficie do eritrocito. Os puntos con forma de coma poden tamén aparecer como manchas con forma de pera.
Xenoma do Plasmodium falciparum
En 1995 creouse o consorcio proxecto xenoma da malaria (MGP) para secuenciar o xenoma de P. falciparum. O seu xenoma mitocondrial publicouse en 1995, e o do seu plastidio non fotosintético (apicoplasto) en 1996, e a secuencia do primeiro cromosoma nuclear (cromosoma 2) en 1998. A secuencia do cromosoma 3 publicouse en 1999, e a do xenoma completo en 2002. Os datos xenómicos anotados poden agora analizarse completamente en varias bases de datos como , PlasmoDB and GeneDB. O xenoma de aproximadamente 24 megabases é extremadamente rico en AT (~80%) e está organizado en 14 cromosomas, e foron descritos uns 5.300 xenes.
Influencia de P. falciparum no xenoma humano A presenza do parasito nas poboacións humanas causou unha selección no xenoma humano de diferentes maneiras, xa que os humanos se viron forzados a desenvolver unha resistencia á enfermidade. En 1948 o doutor Beet, suxeriu por primeira vez que a enfermidade das células falciformes (anemia falciforme) podía ofrecer certa protección contra a malaria. Esta suxestión foi reiterada por J. B. S. Haldane en 1949, que coidaba que a talasemia podía proporcionar unha protección similar. Desde entón esta hipótese foi confirmada e estendeuse á hemoglobina C e á hemoglobina E, ás anormalidades na anquirina e a espectrina (ovalocitose, eliptocitose), á deficiencia en glicosa-6-fosfato deshidroxenase e á deficiencia en piruvato quinase, á perda do antíxeno Gerbich (glicoforina C) e do antíxeno Duffy nos eritrocitos, ás talasemias e ás variacións no complexo maior de histocompatibilidade das clases 1 e 2 e no CD32 e CD36.
P. falciparum e a anemia falciforme
As persoas con anemia de células falciformes presentan unha parasitemia reducida cando as comparamos cos individuos do tipo salvaxe para a proteína hemoglobina dos eritrocitos. Os estudos mostraron que estas desviacións xenéticas na hemoglobina do estado normal proporcionan protección contra o parasito mortal da malaria .
Dos catro parasitos que orixinan malaria, P. falciparum causa a forma máis grave e de maior risco de mortalidade. A malaria é frecuente en países tropicais cunha incidencia de 300 millóns de casos ao ano e unha taxa de mortalidade de 1 a 2 millóns anuais. Aproximadamente o 50% de todas as infeccións por malaria están causadas polo P. falciparum . Despois dunha picada dun mosquito Anopheles infectado, os esporozoítos do plasmodio devastan o corpo humano infectando primeiro o fígado. No fígado os esporozoítos sofren un desenvolvemento asexual e liberan merozoítos á corrente sanguínea. Os trofozoítos desenvólvense máis e reprodúcense invadindo os glóbulos vermellos. Durante o ciclo de reprodución, o Plasmodium falciparum produce ata 40.000 merozoítos nun día. Outros esporozoos do sangue humano como Plasmodium vivax, Plasmodium ovale, e Plasmodium malariae, causan tamén malaria pero non teñen un ciclo de invasión tan produtivo. O proceso de explosión dos eritrocitos ao liberaren o parasito non produce síntomas, pero a destrución das células causa anemia, xa que a medula ósea non pode compensar os grandes danos producidos. Cando rompen os eritrocitos, os residuos de hemocina causan a liberación de citocinas, calafríos, e despois febre.
Os trofozoítos de Plasmodium falciparum desenvolven protuberancias pegañentas nos eritrocitos, polas cales despois se adhiren ás células endoteliais dos vasos sanguíneos, e deste modo evitan a súa eliminación no bazo. A natureza adhesiva adquirida polos eritrocitos pode causar malaria cerebral cando as células secuestradas impiden a correcta oxixenación do cerebro. Entre os síntomas da malaria cerebral están as alteracións da conciencia, convulsións, trastornos neurolóxicos, e coma. Outra complicación causada pola malaria inducida por Plasmodium falciparum é a inmunosupresión avanzada Janovy, John; Roberts, Larry S. (2004). Foundations of Parasitology (7th ed.). McGraw-Hill Education (ISE Editions). ISBN 0-07-111271-5..