Cuando el parásito Plasmodium que causa la malaria se desliza por primera vez en el torrente sanguíneo humano, inyectado por la picadura de un mosquito infectado, no se dirige inmediatamente a los glóbulos rojos.
En cambio, busca refugio dentro del hígado y se reproduce rápidamente, copiándose hasta 30,000 veces en el lapso de 48 horas.
Después de aumentar la fuerza en números, el parásito abandona el hígado y escapa al torrente sanguíneo, invade los glóbulos rojos y desencadena la devastadora enfermedad.
La batalla contra la malaria generalmente se centra en ayudar a las personas a evadir a los mosquitos infectados o en desarrollar estrategias para matar al parásito después de que ataca los glóbulos rojos. Pero un equipo de investigadores de la Universidad de Duke quiere tomar una táctica diferente: interrumpir el parásito mientras acechadentro del hígado
En un nuevo estudio, el equipo muestra que el parásito Plasmodium engaña a las células del hígado para que bombeen una proteína llamada aquaporin-3, y luego roba la proteína por sí misma. El uso de un inhibidor para desactivar la aquaporin-3 reduce la capacidad del parásito para reproducirse en el interiorel hígado, informan los investigadores PLOS Patógenos
"Este parásito encontró una manera de manipular las células hepáticas del huésped para que sea favorable para este evento de replicación", dijo Emily Derbyshire, profesora asistente de química en Duke. "Esto sugiere que tal vez podamos desarrollar medicamentos para tratar de atacar elhost para prevenir la malaria "
Después de llegar al hígado, Plasmodium se abre paso en las células del hígado, robando un poco de la membrana celular para formar una pequeña bolsa dentro de la célula. Esta bolsa, llamada vacuola, proporciona un puerto seguro mientras el parásito crece y se divide,robando nutrientes y proteínas de la célula huésped en el camino.
"La etapa del hígado es un punto de control, un cuello de botella, donde pasa de unas pocas docenas de parásitos a muchos miles de parásitos, que se liberan del hígado a la sangre donde se amplifica en cientos de miles de millones de parásitos", dijo PeterAgre, director del Instituto de Investigación de la Malaria Johns Hopkins, que no participó en el estudio.
"Si pudiéramos apagar el incendio forestal cuando es la pequeña fogata más pequeña posible, eso sería un avance terapéutico potencial", dijo Agre, que ganó el Premio Nobel de Química 2003 por el descubrimiento de aquaporinas.
Pero estudiar la etapa del hígado en el laboratorio es notoriamente difícil. Para infectar las células del hígado, los investigadores primero deben aislar el Plasmodium de las glándulas salivales de los mosquitos infectados donde solo existe en pequeñas cantidades.
Dora Posfai, una estudiante graduada en el departamento de genética molecular y microbiología de Duke, pasó tres horas estirando diseccionando mosquitos infectados bajo un microscopio, usando una pequeña aguja para cortar sus glándulas salivales y extraer los parásitos ocultos en su interior.
Después de infectar las células hepáticas humanas con el parásito, Posfai y Sandeep Dave, profesor de medicina en la Escuela de Medicina de Duke, utilizaron la secuenciación de ARN para peinar a través de los 20,000 genes en el genoma humano, buscando genes que se activan en infectadoscelulas hepáticas.
El equipo decidió investigar el papel de una proteína que encontraron en mayor número llamada aquaporin-3 AQP-3, una proteína de canal que se encuentra a horcajadas en las membranas celulares y juega un papel clave en el transporte de agua y nutrientes dentro y fuera dela célula.
Las células hepáticas normalmente no producen AQP-3, sino que dependen de otros tipos de aquaporina para el transporte de agua. Pero después de la infección con Plasmodium, las células hepáticas comenzaron a producir la proteína en masa.
El equipo utilizó imágenes de fluorescencia para rastrear hacia dónde iban todas las nuevas proteínas AQP-3, y las siguió directamente a la membrana de la vacuola que rodea todas las células de Plasmodium que se replican rápidamente.
"Esta es la primera vez que vemos una regulación positiva de una proteína humana que luego es traficada a la membrana de la vacuola solo para ayudar al parásito", dijo Derbyshire.
Cuando Posfai expuso las células del hígado a un inhibidor de AQP-3 llamado auphen, que impide que los nutrientes pasen a través del puerto formado por aquaporina, descubrió que el número de parásitos disminuyó sustancialmente.
"Esta es una gran prueba de principio de que puedes desarrollar moléculas pequeñas para combatir el Plasmodium en el hígado, y ahora se podría tener una campaña buscando específicamente inhibidores contra esta proteína", dijo Derbyshire.
Impedir que el parásito Plasmodium se reproduzca en el hígado no solo podría ayudar a tratar la malaria antes del inicio de los síntomas, sino que también evitaría el desarrollo de cepas resistentes a los medicamentos dirigiéndose a proteínas en las células huésped en lugar de en el parásito en rápida evolución.
"Tenemos medicamentos para tratar la malaria en la sangre, pero no tenemos buenos medicamentos para tratarla en el hígado", dijo Agre. "Conocer un objetivo nuevo e importante como AQP-3 podría conducir al descubrimiento denuevos medicamentos "
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Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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