En la batalla contra la malaria, científicos acaban de ganar una gran ventaja al mapear los genes de cada etapa del mortal parásito, Plasmodium falciparum.
Un enemigo de múltiples formas
Imagínate que la humanidad se encuentra en medio de una gran guerra; sin importar la ofensiva, el enemigo resiste y se hace más fuerte. Parece un enfrentamiento perdido. De pronto, un grupo de científicos descubre el código secreto que usa el enemigo en cada una de sus formas de ataque. No hay más sorpresas, sabemos a lo que nos enfrentamos. Conocemos sus movimientos desde la raíz. Esto acaba de pasar en la batalla que libramos contra la malaria.
Investigadores británicos han analizado el parásito causante de la malaria, Plasmodium falciparum, a un detalle sin precedentes. Éste es un protozoario que utiliza como vector al zancudo Anopheles para desarrollarse, trasladarse e infectar células humanas tras la picadura del insecto.
El ciclo de vida del parásito es complicado ya que pasa por diferentes estadíos y formas. En el intestino del zancudo, el ooquiste (quiste que forma el cigoto del parásito) se desarrolla y madura hasta liberar esporozoítos. Esta forma del parásito viaja hasta las glándulas salivales del Anopheles y aguarda ahí, listo para infectar cuando la hembra del mosquito vaya a alimentarse de sangre humana.
Los esporozoítos viajan a través del torrente sanguíneo hasta las células hepáticas donde se reproducen asexualmente y cambian de forma. Pasan a llamarse esquizontes, los cuales entran a otro ciclo luego de liberarse de las células del hígado e invaden a los glóbulos rojos. Finalmente, el ciclo se completa cuando un zancudo penetra las células de la piel y absorbe sangre junto a eritrocitos infectados con gametos inmaduros, que se reproducen y desarrollan en el ciclo intestino del Anopheles.
Descifrando la información secreta
Los equipos del Dr. Jake Baum, del Imperial College de Londres y, el de la Dra. Mara Lawniczak del Wellcome Sanger Institute trabajaron juntos para rastrear al parásito en cada una de sus etapas, analizando la actividad de los genes durante todo el ciclo. De forma minuciosa y precisa, aislaron cada estadío de P. falciparum y produjeron 1467 transcriptomas. Estos son el conjunto de moléculas de ARN que posee una célula, y permite seguirle el rastro a los genes, puesto que cuando éstos se activan, el ARN hace copias de cada gen (fragmento de ADN) para elaborar las proteínas que cumplirán una función específica en un momento determinado del desarrollo de la célula.
De dicha forma se impulsan los cambios en el desarrollo del parásito unicelular; como por ejemplo, permitir que salga del intestino y migre hacia las glándulas salivales. El análisis se centró en la etapa de esporozoítos. Éstos fueron aislados después de la picadura infecciosa mientras entraban en contacto con las células de la piel. Al estudiar al detalle estas etapas, pudieron encontrar patrones específicos de expresión génica. “Esta fina granularidad nos permite rastrear los procesos de desarrollo de los esporozoítos y proponer nuevos objetivos mecanicistas esenciales para cada paso y futuros objetivos de vacunas para bloquear la infección por malaria.», afirmó la Dra. Virginia Howick, coautora del estudio.
Adicionalmente, el equipo comparó los datos obtenidos con los genes de otra especie de Plasmodium, P. berghei, la cual infecta a roedores y es usado como modelo para estudiar la malaria en laboratorio. La evidencia obtenida muestra tanto a los genes comunes entre ambas especies y como a los que le confieren a P. falciparum su capacidad para infectar a células humanas.
Durante el 2019, se registraron 229 millones de casos a nivel global, de los cuales 409 mil pacientes perdieron la vida. Sin duda, en la lucha contra la malaria, estos hallazgos disponibles de forma gratuita permitirá a los especialistas ajustar los objetivos de tratamientos y vacunas para detener el desarrollo y evitar la transmisión del Plasmodium.
La investigación se publicó en Nature Communications.