Hallan proteínas que desarrollan la malaria

Un estudio sobre Plasmodium falciparum, la especie del parásito que produce la forma más severa de malaria, le permitió a un grupo de investigadores confirmar la presencia de tres genes que hasta ahora sólo se habían propuesto como potenciales moléculas, e identificar dos nuevas proteínas de este tipo en el parásito. Se trata de un avance en el objetivo a largo plazo de bloquear al Plasmodium.

Magda Páez Torres,
Unimedios

La malaria es una de las tres enfermedades infecciosas más graves en el mundo, junto con el sida y la tuberculosis. Así lo estableció la Organización Mundial de la Salud, OMS. Además, causa entre 2 y 3 millones de muertes al año, a nivel mundial. En Colombia, cerca del 85% del área rural está expuesta a la posibilidad de padecerla. No obstante, hasta ahora no ha se podido encontrar una cura definitiva para esta enfermedad, común en las zonas tropicales.

Para llegar a una terapéutica que permita evitar el padecimiento de la malaria, es necesario estudiar la biología de los agentes infecciosos que la causan: los parásitos del género Plasmodium. Por tanto, el Grupo de Investigaciones Básicas en Bioquímica de la Universidad Nacional de Colombia, dirigido por el profesor Moisés Wasserman, se ha dedicado a estudiar estos parásitos.

Una investigación sobre Plasmodium falciparum, la especie del parásito que produce la forma más severa de malaria, les permitió confirmar la presencia de tres genes que hasta entonces sólo se habían propuesto como potenciales miosinas, e identificar dos nuevas miosinas en el parásito. El grupo estableció que había, al menos, 6 genes de miosina en Plasmodium falciparum y que todos ellos se expresaban en las formas del parásito que infectan la sangre.

Este es un avance en el objetivo a largo plazo de lograr bloquear al parásito, para evitar la invasión a las células humanas, ya que las proteínas identificadas pueden cumplir un papel importante en esa invasión.

La primera miosina identificada en el parásito, denominada A, fue descubierta por la científica londinense Jennifer Pinder. Las miosinas B, C y D, se encontraron a través de procedimientos informáticos, en el computador. Sin embargo, el Grupo de Investigación de la UN llevó a cabo el proceso de verificación experimental de estas tres últimas. Así mismo, en este proceso, los investigadores de la UN encontraron dos miosinas más: la E y la F, presentes también en el ADN y el ARN del parásito.

El contagio

de la malaria

El parásito es llevado de un ser humano a otro por mosquitos del género Anopheles. La única forma posible de contagio directo entre humanos es que una mujer embarazada lo transmita por vía trasplacentaria al feto, o por transfusión de sangre infectada.

El ciclo de contagio se inicia cuando el mosquito pica a una persona con malaria y toma de ella sangre infectada con parásitos. Una vez dentro del mosquito, los parásitos cambian y se multiplican, mientras hacen un largo viaje desde el intestino hasta las glándulas salivares del zancudo.

La malaria es transmitida cuando el mosquito pica a otra persona e inyecta los parásitos que lleva en su saliva. Dentro del humano, los parásitos viajan al hígado, donde nuevamente cambian y se multiplican, antes de invadir a los glóbulos rojos.

Ya en el glóbulo, el parásito sigue multiplicándose y transformándose, pasando por tres estados: el anillo (en esta etapa el parásito puede ser considerado como un niño), el trofozoito (un parásito adolescente) y el esquizonte (el parásito adulto o maduro). Es éste último el que finalmente rompe el glóbulo rojo y libera nuevos parásitos, que van a invadir otros glóbulos rojos; esta destrucción masiva de células es la que causa los estados febriles que acompañan a la enfermedad.

Los síntomas iniciales de la malaria no complicada son muy variados, empezando con fiebre, escalofrío, dolor de cabeza, dolores musculares, trastornos digestivos y decaimiento. Entre las complicaciones que pueden presentar las personas afectadas por malaria severa, están la anemia, la insuficiencia renal, las complicaciones hepáticas, la insuficiencia respiratoria y la malaria cerebral.

Los parásitos de malaria necesitan penetrar en las células del organismo que infectan, ya que son incapaces de sobrevivir fuera de ellas. Esto se lleva a cabo gracias a un motor molecular: motor, porque necesita energía y hace trabajo que se traduce en movimiento (invasión), y molecular porque es llevado a cabo por moléculas: las miosinas.

Proteínas

y Plasmodium

El cuerpo humano está formado por gran cantidad de proteínas. Estas permiten que muchos procesos del organismo se desarrollen. Sin ellas no habría vida, ya que cumplen un papel funcional y estructural. En el caso de Plasmodium, algunas proteínas desempeñan la función de motores moleculares.

Para Plasmodium falciparum, el motor molecular actina–miosina es el que permite que éste invada las células de los diferentes tejidos del ser humano.

Por tal razón, resulta importante identificar y establecer cuál o cuáles de estas 6 miosinas están involucradas en la invasión y cómo participan en ese proceso dentro del parásito. Una vez se haga esto se puede avanzar a intentar bloquearlas, e impedir así que la infección se propague.

Miosinas encontradas

Todo un proceso de laboratorio fue necesario para que los investigadores de la UN comprobaran la presencia de los genes en las proteínas, la transcripción de éstos en ARN y el estadio en el que están presentes en la vida del parásito.

El primer paso fue obtener las proteínas, lo que se logró tomando fragmentos de los genes. Se crearon proteínas artificiales, conocidas como recombinantes, porque fueron sintetizadas por bacterias a las que se les introdujo el fragmento.

Después, era necesario corroborar la presencia de la miosina en el parásito. Para ello, se produjeron anticuerpos. “Se inyectaron las proteínas a conejos. Como cuando en nuestro cuerpo entra un agente extraño, el sistema inmune del animal responde y crea anticuerpos, porque esas son proteínas extrañas. Gracias a esto, se obtuvieron los anticuerpos necesarios para el proceso de laboratorio”, dijo la investigadora Jacqueline Chaparro, directora del Laboratorio de Parasitología Molecular de la Universidad El Bosque.

Ya con ello, se tomó una muestra de proteínas en cada uno de los estadios del parásito, con el fin de saber en qué etapa de la vida se encontraba presente cada una, y se hicieron estudios de microscopía de fluorescencia y microscopía electrónica para localizarlas en el interior de las células. Si el anticuerpo se unía a la proteína era porque esta se encontraba en el estadio trabajado y se definía, además, el lugar de acción.

En el caso de las proteína B y D, estas se encontraron en formas libres en el estadio adulto del parásito y en el momento de la invasión, lo que quiere decir que hay una alta probabilidad de que estas dos proteínas actúen en el proceso de invasión.

E y F se encontraron en todos los estadios del parásito. También en la etapa adulta, pero ya no en formas libres, ni en el momento de la invasión, lo cual, según la investigadora, magíster en bioquímica de la UN, Elizabeth Ruiz, lleva a pensar que estas proteínas están cumpliendo una función diferente a la invasión.

Ahora, ya comprobado que no están en las formas invasivas, el reto es descubrir qué papel están desempeñando dentro del parásito.

La miosina C aún está en estudio, en pruebas de laboratorio. La idea también es hallar datos acerca de su función en el desarrollo y fenómenos de transporte interno y de desplazamiento del parásito de la malaria.

De las proteínas B hasta la F no había trabajo experimental. Por tal razón el Grupo de la UN asumió este reto. “En B, D y F se estableció que hay transcripción de genes y que esa transcripción es estadio específica, es decir, que algunas transcriben más en una etapa que en otra (Anillo, Trofozoito, Esquizonte). Para todas, detectamos las proteínas por medio de anticuerpos producidos por nosotros mismos, con base en proteínas recombinantes”, sostuvo la profesora Chaparro.

Ahora, el Grupo de Investigaciones Básicas de la Universidad Nacional de Colombia intentará bloquear, mediante ensayos, algunas de esas miosinas, con el fin de avanzar en el objetivo de impedir que el Plasmodium llegue a invadir. Si se puede bloquear la invasión ello podría abrir nuevas estrategias terapéuticas, a mediano o largo plazo.

Ya son mas de 25 años los que ha dedicado el Grupo de investigaciones Básicas de la UN, con más de 80 investigaciones diversas, a estudiar la biología del parásito de la malaria, dada su incidencia en la población mundial y local.