La malaria es una enfermedad que afecta a millones de personas en el mundo, sobre todo, en países tropicales como el nuestro. El agente causante de esta enfermedad es un protozoario llamado Plasmodium falciparum, quien invade los glóbulos rojos de la sangre (eritrocitos) a diestra y siniestra, destruyéndolos rápidamente.
A inicios de año, vimos que un grupo de investigadores australianos usaron la microscopía electrónica, la inmunofluorescencia y el modelamiento en 3D, para observar y describir, en tiempo real todo, el proceso de invasión del parásito. Sin embargo, para que el parásito pueda invadir el eritrocito, antes debe reconocerlo. Por lo general, el reconocimiento se da a través de ciertas proteínas que se expresan tanto en la superficie de los glóbulos rojos (receptores) como en la superficie del parásito (antígeno o ligando).
En los últimos años, se han descrito una gran cantidad de interacciones del tipo receptor-ligando. Sin embargo, hasta ahora ninguna de ellas ha demostrado ser esencial en el proceso invasivo. En el año 2009, otro grupo de investigadores australianos descubrieron una proteína esencial para la invasión del parásito en el glóbulo rojo. La proteína se llama PfRh5 y era expresada en las roptrias —unos organelos secretores situados la superficie apical del protozoo. Lamentablemente, los australianos no pudieron identificar a la proteína receptora presente en la superficie de los eritrocitos que es reconocida por la PfRh5.
En un estudio publicado esta semana en Nature, un grupo investigadores británicos del Instituto Sanger de Cambridge han descrito a la proteína receptora clave usada por P. falciparum para reconocer e invadir los glóbulos rojos, dando nuevas perspectivas para el desarrollo de agentes terapéuticos mucho más efectivos.
Lo primero que hicieron la Dra. Cécile Crosnier y sus colegas fue determinar qué proteínas del eritrocito presentaban un dominio ectópico (porción de la proteína que se expresa hacia la superficie de la célula y que podría ser usada como señal receptora). De un total de 40 proteínas candidatas, sólo una de ellas, la basigina (BSG), mostró una buena interacción con la PfRh5. [Por cierto: la BSG también es conocida como CD147 ó M6].
Las basiginas están implicadas en diferentes funciones fisiológicas, incluyendo la implantación del embrión en el útero, la espermatogénesis (ó formación de los espermatozoides) y el desarrollo de la retina. En nuestro cuerpo, esta proteína puede estar presente de dos formas: una larga, con tres dominios ectópicos IgSF (BSG-L); y una corta, con dos IgSF (BSG-S). Además, BSG es una glicoproteína, o sea posee azúcares en determinados aminoácidos de su secuencia, que podrían favorecer su reconocimiento por parte del parásito.
Los científicos observaron que PfRh5 interactuaba de la misma manera con las dos isoformas de BSG, pero sólo lo hacía cuando al menos dos de los dominios IgSF (1 y 2) estuvieran presentes. Cuando BSG-S era modificado y se le quitaba uno de sus dos dominios IgSF, ya no había una interacción con PfRh5. Por otro lado, cuando se removían los azúcares de los aminoácidos de BSG, la interacción con PfRh5 no se veía afectada.
Pero, ¿realmente la proteína BSG está involucrada en la invasión de los glóbulos rojos?. Si la respuesta es afirmativa, debería de haber una reducción o inhibición de la invasión si la proteína BSG fuera bloqueada antes de la infección. Crosnier et al. dieron una respuesta a la interrogante con tres ingeniosos experimentos.
El primero consistía en aislar y purificar la basigina, para luego añadirla al medio de cultivo donde se llevaría a cabo la infección. Las BSG libres competirían con las BSG de las células por unirse a la proteína PfRh5 del parásito, reduciendo así su capacidad de invasión. Los resultados obtenidos fueron los esperados: la invasión fue fuertemente inhibida en presencia de un competidor.
El segundo experimento consistía en bloquear la basigina usando anticuerpos contra ella (anti-BSGs). Las pruebas preliminares hechas por Crosnier y sus colaboradores ya habían demostrado que los anti-BSG bloqueaban la unión de la basigina a la PfRh5. Entonces, cuando aplicaron el anticuerpo en los medios de cultivo antes de ser inoculados con nueve cepas diferentes de P. falciparum, observaron que la invasión fue completamente inhibida en todas las cepas experimentadas. Este resultado, en particular, es bastante alentador porque esta estrategia demostró ser efectiva contra diferentes variantes de la proteína PfRh5.
El tercer experimento consistía usar un ARN de interferencia para bloquear la expresión del gen que codifica para la basigina. Como era de esperarse, las células BSG— mostraron ser resistentes a la invasión por parte del protozoario. En fin, los resultados obtenidos en los tres experimentos apuntan hacia lo mismo: la basigina es esencial para el reconocimiento e invasión del Plasmodium falciparum a los glóbulos rojos.
Las implicancias de este trabajo son grandes. En primer lugar, se ha identificado la proteína clave usada por el P. falciparum para reconocer e invadir los glóbulos rojos. En segundo lugar, se ha demostrado que los anticuerpos contra la basigina (anti-BSG) son más que suficientes para inhibir por completo la entrada del parásito al glóbulo rojo, al menos en el laboratorio. Y tercero, se puede analizar el gen que codifica para la basigina en diferentes poblaciones humanas que habitan en zonas expuestas a los mosquitos transmisores de la malaria para ver si presentan variantes que les confieren resistencia a la enfermedad.
Referencia:
Imagen | Flickr @flashlightfish
Ayer justamente estuve explicando las funciones de la membrana palsmática en un curso de ingreso a la universidad y les contaba sobre casos como estos. Hoy les comentaré de este ejemplo particular. Muy bueno el artículo. Saludos.
ResponderBorrarGracias Pablo, sin dudas es un estudio interesante porque hasta ahora se desconocia el receptor esencial para la infección, a pesar que se conocían muchos que llegaban a interactuar. Un saludo.
ResponderBorrarInteresante ... Excelente el artículo !!!
ResponderBorrarGracias Gerald!
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