Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS ha descubierto el misterio detrás del potente efecto de la artemisinina para matar parásitos, un medicamento que se considera la última línea de defensa contra la malaria. Dada la aparición de resistencia a la artemisinina, estos hallazgos podrían conducir al diseño de nuevos tratamientos contra parásitos resistentes a los medicamentos.
El profesor asistente Lin Qingsong, del Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias de la NUS y uno de los científicos que dirigió el estudio, explicó: "Muchas personas pueden no darse cuenta de que se han perdido más vidas humanas por el pequeño mosquito, más específicamente los parásitos de la malaria, cada año en comparación con los animales feroces como los leones y los tiburones.Después de la infección, los parásitos de la malaria, conocidos por su naturaleza sanguinolenta, pueden propagarse rápidamente dentro del cuerpo humano y consumir hasta el 80 por ciento de la sangre roja.células en un corto período de tiempo, lo que lleva a una serie de síntomas mortales ".
La Organización Mundial de la Salud considera que aproximadamente 3.200 millones de personas, casi la mitad de la población mundial, están en riesgo de contraer malaria. En septiembre de 2015, se estimaba que había 214 millones de casos de malaria y 438,000 muertes relacionadas con la malariasolo este año
La artemisinina y sus derivados son actualmente la clase más potente de medicamentos antipalúdicos. En reconocimiento de su importancia contra la malaria, el descubrimiento de la artemisinina le ganó a la científica china Sra. You Youyou el Premio Nobel 2015 en Fisiología o Medicina a principios de octubre de este año.Si bien se han realizado amplios estudios sobre la artemisinina, el mecanismo de la droga no se conoce bien.
Asistente Prof Lin, junto con el Dr. Wang Jigang, quien anteriormente estaba en el Departamento de Ciencias Biológicas del NUS y ahora en la Alianza Singapur-MIT para Investigación y Tecnología, Profesor Asociado Kevin Tan del Departamento de Microbiología e Inmunología en el NUS YongLa Escuela de Medicina Loo Lin y su equipo de investigación descubrieron más de 120 objetivos proteicos de la artemisinina y el mecanismo que activa su efecto mortal mortal. Los hallazgos del estudio se publican en la revista Comunicaciones de la naturaleza el 23 de diciembre de 2015.
Cómo funciona la artemisinina
Anteriormente, solo se habían identificado dos objetivos de artemisinina, y se ha cuestionado su correlación con el poderoso efecto antiparasitario del medicamento. Este último estudio realizado por el equipo de NUS ha identificado 124 objetivos proteicos de artemisinina en Plasmodium falciparum , el parásito de la malaria más patógeno para infectar a los humanos.
"Dado que la resistencia a la artemisinina en los parásitos de la malaria se está convirtiendo en una preocupación emergente, particularmente en el sudeste asiático, nuestro estudio podría contribuir potencialmente al diseño de mejores medicamentos y estrategias de tratamiento contra la malaria", dijo el Profesor Asociado Tan.
Muchos de los objetivos proteicos recientemente identificados están involucrados en procesos biológicos esenciales en el parásito, lo que explica su potente efecto asesino. A través de su mecanismo de selección promiscua, la artemisinina se dirige a la naturaleza del parásito de la malaria que se alimenta de sangre, uniéndose a un amplio espectrode objetivos simultáneamente y perturbando fatalmente la bioquímica del parásito.
El estudio también mostró que el principal activador de la artemisinina es el hemo, un compuesto específico que contiene hierro, ya sea biosintetizado por el parásito en su etapa temprana de desarrollo del anillo o derivado de la digestión con hemoglobina en las etapas posteriores.
Se descubrió que el nivel de activación del fármaco era mucho más bajo en los parásitos en etapa de anillo, dado que la activación de la artemisinina requiere hemo, que es de mucha menor abundancia y es biosintetizado por el parásito. En comparación, durante las últimas etapas de su ciclo de vida, elel parásito digiere activamente la hemoglobina en las células sanguíneas infectadas como su fuente de energía primaria. Esto libera grandes cantidades de hemo y, por lo tanto, el fármaco puede responder específicamente a las células infectadas por parásitos y atacar efectivamente a los parásitos que causan enfermedades.
Allanando el camino para nuevas estrategias de tratamiento contra la malaria
Asst Prof Lin agregó: "Los hallazgos actuales no solo proporcionan una imagen más completa de cómo funciona la artemisinina y sus derivados, sino que también sugieren nuevas formas de usar el medicamento. Por ejemplo, para mejorar la activación del medicamento en la etapa del anillo, podemos explorarmejorando el nivel de biosíntesis de hemo en el parásito. Al comprender que la digestión con hemoglobina libera una gran cantidad de hemo, lo que provoca el mecanismo eficaz de muerte en las etapas posteriores, también podemos considerar prolongar el tiempo de tratamiento para asegurar que el medicamento pueda matar efectivamenteparásito a través de múltiples ciclos "
El equipo colaborará con investigadores del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de NUS para desarrollar nuevos análogos de artemisinina con propiedades de selección más específicas.
"En el futuro, los estudios de biología estructural y fisicoquímicos nos ayudarán a comprender cómo se une exactamente el fármaco a sus objetivos de proteínas y cómo estas modificaciones de proteínas afectan sus estructuras y, por lo tanto, sus funciones", dijo el Dr. Wang.
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Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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