O parasita unicelular Plasmodium, agente da malária, traça um percurso invulgarmente torcido para colonizar o seu hospedeiro. Após a picada do mosquito, os esporozoítas de forma crescente movem-se em trajetórias helicoidais que, de forma esmagadora, curvam para a direita. A descoberta, que assenta em imagens de alta resolução e modelos computacionais, surgiu de uma colaboração entre físicos e parasitologistas da Universidade de Heidelberg.

A equipa, que já tinha desvendado como a forma celular incomum facilita a progressão do parasita ao enrolar-se em vasos sanguíneos, debruçou-se agora sobre a função biológica desta preferência rotacional. “As nossas novas investigações mostram que os parasitas da malária se deslocam quase exclusivamente em hélices destras em ambientes tridimensionais”, confirma Ulrich Schwarz, professor de Física dos Biosistemas Complexos.

Para decifrar este enigma, os cientistas recorreram a hidrogéis sintéticos que mimetizam o tecido biológico. Foi neste ponto que a surpresa surgiu. Os parasitas comportavam-se de maneira distinta consoante a sua origem. Quando saídos de uma solução fluída para uma lâmina de vidro, os microorganismos rodavam no sentido anti-horário. Contudo, ao emergirem do hidrogel para o vidro, o mesmo substrato, a rotação invertia-se para o sentido horário. Esta aparente contradição revelou-se a peça-chave. O padrão destrógiro não é um acaso; é o mecanismo que permite ao parasita transitar entre compartimentos, como sair da pele para a corrente sanguínea ou destra para infiltrar o fígado.

Friedrich Frischknecht, professor de parasitologia integrativa, especula que “esta quiralidade se desenvolveu durante a evolução para permitir ao patógeno alternar rapidamente e sempre da mesma forma entre os diferentes compartimentos de tecido no corpo do hospedeiro”. A observação ajuda a explicar um velho problema: a pobre performance de infeção de células hepáticas em experiências de laboratório. Mirko Singer, investigador da equipa, sublinha que “faz uma grande diferença se os patógenos são aplicados diretamente no vidro ou se se movem primeiro através de um tecido”. Este pormenor pode revolucionar os testes futuros de fármacos e vacinas, tornando-os mais fiáveis.

A busca pelo motor molecular por detrás do movimento levou a equipa a combinar microscopia de super-resolução com a modelação matemática. Simulações anteriores já indicavam que a forma da célula governava a sua locomoção. Leon Letterman, doutorando no grupo de Schwarz, esclarece que “as nossas simulações computacionais confirmaram que apenas uma assimetria na extremidade frontal do parasita poderia ser responsável pelos padrões de movimento observados experimentalmente”. A análise microscópica identificou depois uma característica estrutural distintiva que gera uma distribuição de forças desigual ao longo do corpo, impulsionando a rotação preferencial. O achado, financiado pela Fundação Alemã de Investigação, conta com a colaboração da Universidade Johns Hopkins e foi publicado na “Nature Physics”.

Referências Bibliográficas:
Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02667-z
Centro de Doenças Infeciosas, Centro Hospitalar Universitário de Heidelberg
Universidade de Heidelberg

NR/HN/AlphaGalileo