El parásito del paludismo, volverlo fluorescente; versión transgénica creada en Brasil

Investigadores del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP) han desarrollando una versión transgénica del parásito causante de la forma más agresiva de malaria humana –el Plasmodium falciparum– que podrá ayudar en la selección de nuevos medicamentos contra dicha enfermedad.

Los resultados de esta investigación –realizada con el apoyo de la FAPESP durante el doctorado de Lucas Borges Pereira– se dieron a conocer el pasado 15 de abril en el marco del Workshop at the Interface between Physics and Biology, llevado a cabo en la sede de la FAPESP, en São Paulo.

Se insertó en el parásito un gen que al expresarse codifica a un marcador de calcio conocido como GCaMP3, que se forma mediante la fusión del gen de la proteína verde fluorescente (GFP, por sus siglas en inglés, originario de una especie de medusa) con el gen de la proteína calmodulina (CaM, capaz de unirse al calcio) y con el péptido M13.

“En presencia de calcio, se produce una interacción y entonces la GFP pasa a emitir luz. Cuanto mayor es la cantidad de iones, mayor es la fluorescencia. Es un tipo de herramienta que se emplea mucho en investigaciones con células de mamíferos. Pero constituye un gran avance el hecho de que hayamos logrado desarrollar una versión para el parásito más letal del mundo”, afirmó Célia Regina da Silva Garcia, directora de tesis de Borges y coordinadora del Proyecto Temático intitulado “La genómica funcional en Plasmodium”.

El calcio, según explicó Da Silva Garcia, es una sustancia esencial en la reproducción del P. falciparum y en los procesos de invasión de la célula huésped.

“La gran ventaja del parásito transgénico radica en la posibilidad de medir el calcio en tiempo real, sin necesidad de recurrir a métodos invasivos tales como la extracción de la célula huésped o la marcación con compuestos orgánicos. De este modo, podemos estudiar [in vitro] los procesos fisiológicos de control del ciclo de vida con la célula intacta y con el parásito vivo. También será posible realizar la selección de nuevas drogas”, explicó.

En un estudio anterior publicado en el Journal of Cell Biology, el equipo de la USP había revelado de qué manera logra sobrevivir el parásito en el interior de los hematíes –los glóbulos rojos de la sangre–, dentro de los cuales hay diez mil veces menos calcio que el necesario para su supervivencia.

En el momento en que el parásito penetra en un glóbulo rojo, parte de la membrana de esa célula sanguínea se pliega y forma una bolsa alrededor del protozoo llamada vacuola parasitófora. De este modo, el parásito crea un ambiente rico en calcio en su entorno. Una proteína de la pared de esa bolsa, la enzima Ca++ ATPasa, ejerce un rol esencial en ese proceso, debido a que capta calcio en el interior de los glóbulos rojos.

“Drogas tales como la artemisinina, por ejemplo, ocasionan la muerte del parásito debido a que inhiben su capacidad de acumular calcio. Otros antipalúdicos también actúan sobre la vía de señalización del calcio. Pero debemos hallar nuevas opciones terapéuticas, pues los parásitos se han vuelto resistentes a las drogas existentes”, dijo Da Silva Garcia.

La idea del grupo consiste en valerse del parásito transgénico en carácter de herramienta para probar y seleccionar drogas posibles mediante ensayos del tipo high-throughput screening (HTS), un sistema automatizado para cribar diversas sustancias al mismo tiempo. “Se pueden colocar distintos inhibidores sobre los parásitos modificados y, debido a la intensidad de la fluorescencia, podemos detectar cuáles son las sustancias más eficaces”, explicó Da Silva Garcia.

Con la ayuda de un aparato conocido como citómetro de flujo (que permite efectuar la detección de las células fluorescentes), el grupo de Da Silva Garcia ha realizado las primeras pruebas a los efectos de confirmar la sensibilidad del parásito transgénico a la presencia del calcio.

“Pero el citómetro de flujo permite únicamente ver la población de parásitos dentro de los hematíes. Para estudiar el comportamiento individual del Plasmodium, necesitamos aparatos más sofisticados: un microscopio confocal, por ejemplo. Sólo así lograremos analizar células individualmente y efectuar un seguimiento de la señalización del calcio”, dijo Borges.

Para Da Silva Garcia, aun cuando sea posible concretar colaboraciones con equipos internacionales, resulta fundamental que los próximos experimentos se realicen en Brasil. “Esas pruebas le aportarán resultados de alto impacto a nuestra ciencia”, sostuvo.