Una de las causas más comunes de diarrea en todo el mundo, que representa millones de casos y decenas de miles de muertes, la mayoría de niños pequeños, es el parásito Cryptosporidium. Los médicos pueden tratar a los niños con Cryptosporidium para la deshidratación, pero a diferencia de muchas otras causasde diarrea, no existen medicamentos para matar el parásito ni vacunas para prevenir la infección.
Ahora, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han descubierto cómo cultivar el tipo más común de Cryptosporidium en el laboratorio, un avance tecnológico que acelerará los esfuerzos para tratar la infección mortal.
"Este parásito se describió hace más de 100 años, y los científicos nunca han podido cultivarlo de manera confiable en el laboratorio, lo que ha obstaculizado nuestra capacidad para comprender el parásito y desarrollar tratamientos para él", dijo el autor principal L. David Sibley,PhD, Alan A. y Edith L. Wolff Distinguished Professor of Molecular Microbiology. "Ahora tenemos una manera de cultivarlo, propagarlo, modificar sus genes y comenzar a descubrir cómo causa enfermedades en los niños. Este es un primer paso haciadetección de fármacos potenciales y búsqueda de nuevos fármacos u objetivos de vacunas ".
Los hallazgos se publican en línea el 20 de junio en anfitrión celular y microbio .
En los países ricos, Cryptosporidium es conocido por causar brotes de diarrea transmitidos por el agua. El parásito atraviesa un ciclo de vida complejo, que incluye una etapa en la que se llama ooquiste y se vuelve resistente, similar a esporas y difícil de matar con cloro., lejía u otras medidas de saneamiento de rutina. En 1993, 400.000 personas en el área de Milwaukee desarrollaron diarrea, calambres estomacales y fiebre después de que una planta de purificación de agua que funcionaba mal permitió que Cryptosporidium ingresara al suministro de agua de la ciudad. Cada año, se informan decenas de brotes más pequeños en los EE. UU., muchos asociados con piscinas y parques acuáticos.
La diarrea causada por el parásito puede durar semanas. Si bien esto es lamentable para las personas por lo demás sanas, puede ser potencialmente mortal para los niños desnutridos y las personas con sistemas inmunitarios comprometidos.
Hasta ahora, los investigadores que querían estudiar el parásito tenían que obtener ooquistes de terneros infectados la infección por Cryptosporidium es un problema grave en la ganadería comercial y hacer crecer los parásitos en líneas celulares humanas o de ratón. El parásito inevitablemente moriría despuésunos días sin pasar por un ciclo de vida completo, por lo que los investigadores tendrían que obtener más ooquistes del ganado para hacer más experimentos.
Sibley, junto con los co-primeros autores Georgia Wilke, PhD, quien es estudiante del Programa de Capacitación de Científicos Médicos, y la investigadora postdoctoral Lisa Funkhouser-Jones, PhD, sospecharon que el problema radicaba en las líneas celulares tradicionalmente utilizadas para cultivar elparásito. Derivadas de células cancerosas, estas líneas celulares eran muy diferentes del intestino normal y sano que es el hogar habitual de los parásitos.
Para crear un entorno más natural, los investigadores colaboraron con Thaddeus S. Stappenbeck, MD, PhD, profesor de Medicina de Laboratorio y Genómica de Conan y coautor del artículo. Stappenbeck y sus colegas cultivaron células madre intestinales para convertirlas en "mini-guts "en un plato - completo con todos los tipos de células y la complejidad estructural de un intestino real.
Cuando los investigadores agregaron ooquistes a las mini tripas, los parásitos prosperaron. Surgieron de los ooquistes y pasaron por su ciclo de vida completo para producir más ooquistes. Por primera vez, se pudieron estudiar todas las etapas del complicado ciclo de vida del parásito.Los investigadores también demostraron que podían editar los genes del parásito con CRISPR / Cas9 y realizar cruces genéticos, haciendo que estas poderosas herramientas para el estudio de la biología sean más accesibles que antes.
“Ponemos al parásito en este ambiente que es mucho más natural, y es feliz y crece y se desarrolla y pasa por todo el ciclo de vida”, dijo Sibley. “Esto abre posibilidades que estuvieron cerradas durante mucho tiempo.es solo un medicamento aprobado por la FDA y no funciona en niños pequeños. Hay posibles candidatos a medicamentos, pero no pudimos detectarlos antes porque los parásitos simplemente morirían de todos modos. ¿Cómo se puede saber si el medicamento está matando alparásitos si ya están muriendo? Ahora podemos comenzar a detectar medicamentos y también comenzar a hacer preguntas sobre qué hace que este parásito sea peligroso ".
La técnica se aplica solo a C. parvum, una de las dos especies de Cryptosporidium más comunes que causan diarrea en las personas. Su primo C. hominis es aún más difícil de cultivar en el laboratorio. Los dos están estrechamente relacionados, pero C.parvum puede infectar a mamíferos jóvenes de muchas especies, C. hominis solo infecta a las personas.
"Hay sólo unas pocas docenas de genes que son diferentes entre parvum y hominis, pero de alguna manera eso es suficiente para hacer que los hominis sean muy quisquillosos", dijo Sibley. "No crecerá en ratones ni en terneros o, hasta ahora, en minitripas cultivadas a partir de células madre de ratón. Desarrollar sistemas para trabajar con hominis es un objetivo importante de mi laboratorio ".
La técnica, aunque potencialmente poderosa, no se traducirá inmediatamente en un mejor tratamiento o prevención de la diarrea, advirtió Sibley.
"Estas cosas toman tiempo", dijo Sibley. "Hay mucha investigación básica que aún debe realizarse. Pero este sistema proporciona un camino importante a seguir. Ahora podemos usar enfoques genéticos para estudiar el papel de genes individuales y, por lo tanto,identificar objetivos importantes para terapias mejoradas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Medicina de la Universidad de Washington . Original escrito por Tamara Bhandari. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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