Cuando una persona contrae la malaria, se produce una danza rítmica dentro de su cuerpo. Los signos reveladores de la enfermedad, fiebres cíclicas y escalofríos, son causados por sucesivas crías de parásitos que se multiplican en sincronía dentro de los glóbulos rojos y luego estallan al unísono cada vezPocos diás.
Ahora, un estudio muestra que incluso cuando crecen fuera del cuerpo, los parásitos de la malaria pueden seguir latiendo.
Informes en la edición del 15 de mayo de la revista ciencia , los investigadores han descubierto ritmos en los niveles de actividad genética del parásito que no dependen de las señales de tiempo del huésped, sino que se coordinan desde el propio parásito.
Los resultados indican que el parásito que causa la malaria tiene su propia maquinaria de cronometraje; un metrónomo interno que funciona por sí solo y hace que miles de genes de parásitos aumenten y disminuyan a intervalos regulares.
"La malaria tiene todas las firmas moleculares de un reloj", dijo el profesor de biología de Duke Steven Haase, autor principal del estudio.
Comprender cómo funciona el reloj de la malaria podría ayudar a desarrollar nuevas armas contra una enfermedad que mata a un niño cada dos minutos y que ha demostrado ser cada vez más resistente a los medicamentos existentes, dijo Haase.
Haase ha pasado años estudiando los ciclos celulares en la levadura para comprender los controles sobre el momento de los eventos a medida que una célula se convierte en dos. Pero solo recientemente se volvió hacia la malaria. El trabajo fue provocado por una pregunta que ha irritado a los científicos: ¿cómo funcionan los parásitos?¿Mantén el tiempo?
Los investigadores saben desde hace tiempo que todos los parásitos de la malaria dentro del cuerpo de una persona infectada, millones de ellos, se mueven a través de su ciclo celular al mismo tiempo. Invaden los glóbulos rojos, proliferan y brotan en ondas sincrónicas, liberando nuevos parásitosque invaden otros glóbulos rojos y el ciclo comienza de nuevo, pero si los parásitos estaban coordinando activamente su propio horario o simplemente respondían a los ritmos circadianos diarios de su huésped humano era un misterio.
En el nuevo estudio, los científicos cultivaron cuatro cepas del parásito de la malaria Plasmodium falciparum en glóbulos rojos humanos en el laboratorio, donde se aislaron de las fluctuaciones diarias en la temperatura corporal de su huésped, los niveles de melatonina y otros ritmos corporales.
Junto con colegas del Instituto de Investigación del Ejército Walter Reed, Florida Atlantic University y Montana State University, el equipo extrajo el ARN de los parásitos cada tres horas durante un máximo de tres días, y observó cuándo se activó cada gen y cuál es su nivel deexpresión era.
Los investigadores notaron que, incluso sin pistas de un huésped, todos los parásitos dentro de una cepa dada se mantuvieron en el paso. Aproximadamente el 90% de los genes que examinaron parecen estar controlados por el reloj, subiendo y bajando de manera predecible, y conuna secuencia que se repite una y otra vez
Los análisis muestran que el reloj de la malaria mantiene la hora tan bien como los relojes biológicos que controlan los ciclos de sueño, el metabolismo y otros ritmos circadianos en humanos y otros animales, dijo el coautor Francis Motta, profesor asistente de matemáticas en la Florida Atlantic University.
Los hallazgos del equipo están respaldados por un estudio separado de ratones infectados con malaria, que también aparece en la edición del 15 de mayo de ciencia , dirigido por el experto en ritmos circadianos Joseph Takahashi, investigador del HHMI en el Centro Médico del Sudoeste de la Universidad de Texas.
Si bien muy poco del genoma de la malaria se asemeja a los genes del reloj que se encuentran en otros organismos, "lo importante es cómo se organizan los genes en una red", dijo Haase.
Otros relojes biológicos consisten en una red de genes interconectados que se activan hasta que las proteínas que producen comienzan a acumularse. En un ciclo de retroalimentación química, la mayor concentración de proteínas actúa para desactivar los genes que las produjeron.
Como siguiente paso, el equipo está investigando si existe alguna diafonía entre el reloj de la malaria y el reloj que hace tictac dentro de las células del sistema inmunitario humano.
El pensamiento es que los parásitos que son capaces de anticipar cuándo las defensas de su huésped probablemente estén bajas pueden ajustar el momento de su escape de los glóbulos rojos, posiblemente dándoles una ventaja sobre sus contrapartes más rítmicamente desafiadas.
Haase dijo que si pudiéramos determinar si el parásito de la malaria sincroniza el tictac de su reloj con el de su huésped, podríamos interrumpir esas señales y ayudar al sistema inmunitario humano a combatir mejor a estos invasores.
Esta investigación fue apoyada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa D12AP00025, los Institutos Nacionales de Salud R01 GM126555-01 y la Fundación Nacional de Ciencias DMS-1839299. Haase y el coautor John Harer son miembros deMimetics, LLC. Harer es CEO de Geometric Data Analytics, Inc. Los coautores Tomas Gedeon y Bree Cummins forman parte del directorio de Kanto, Inc.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Robin A. Smith. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :