La proteína AP2-G clave para la transmisión de la malaria

Investigadores del Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB) han coordinado un estudio sobre la proteína AP2-G, un regulador esencial de la reproducción sexual de parásitos de la malaria.

Dicha proteína actúa como un interruptor del desarrollo al activar la transcripción de los genes tempranos de gametocitos, formas sexuales del parásito del género Plasmodium, causante de la malaria.

El estudio, publicado en Nature, revela nuevas dianas para interrumpir la transmisión de la enfermedad mediante la prevención de la formación y maduración de las etapas sexuales del parásito, esenciales para la transmisión del humano al mosquito.

“No solo es necesario y básico curar a los pacientes afectados por malaria, sino también impedir la transmisión”, añade Cortés, que ha liderado la parte del estudio llevada a cabo en este centro.

Adaptación del parásito

Los ciclos de vida de muchos parásitos implican transiciones entre especies hospedadoras dispares. Por ello, los parásitos han de pasar por varias etapas de desarrollo para adaptarse a cada uno de estos nichos.

Así, para la transmisión de parásitos de la malaria (Plasmodium falciparum) de las personas al mosquito vector es necesario que se produzca una diferenciación de las etapas asexuales de replicación en los glóbulos rojos a etapas sexuales (gametocitos masculinos y femeninos).

“Hemos descubierto que la proteína AP2-G desempeña un papel clave en el control de la diferenciación sexual. En la fase asexual de los parásitos en sangre, el gen que codifica la proteína AP2-G está ‘apagado’ (silenciado) en la mayoría de los parásitos pero es propenso a la activación espontánea”, aclara Cortés.

Según el experto, los parásitos en que se ‘enciende’ (activa) la expresión de este gen se desarrollarán como gametocitos sexuales, que son los únicos que pueden sobrevivir en el mosquito y transmitir la enfermedad a otra persona. Por lo tanto, la proteína AP2-G actúa como un interruptor molecular del desarrollo sexual, que es una etapa básica para la transmisión de la malaria.

“Durante cada ciclo de 48 horas tras una nueva invasión de glóbulos rojos, cada parásito de malaria toma la decisión de seguir desarrollándose asexualmente y mantener la infección en la persona actual o activar la expresión de AP2-G para diferenciarse sexualmente como gametocito masculino o femenino”, especifica Cortés.

El parásito de la malaria pasa a través de, al menos, siete cambios importantes de desarrollo: etapa asexual en glóbulos rojos, gametocitos, gameto, oocineto, oocisto, esporozoito, fase en hígado y vuelve a la etapa asexual en glóbulos rojos, cerrando el ciclo. La diferenciación apropiada en cada etapa de desarrollo es necesaria para continuar su ciclo de vida.

Los investigadores han demostrado que la función de la proteína AP2-G es esencial para la diferenciación sexual del parásito de la malaria ya que la expresión de esta proteína de unión al ADN se correlaciona fuertemente con los niveles de formación de gametocitos. También lo han demostrado mediante manipulación genética del parásito, ya que la expresión de AP2-G se regula a nivel epigenético.

“La proteína AP2-G es una nueva y potente herramienta para futuros estudios de desarrollo sexual en parásitos de la malaria y, además, su estudio es importante para entender mejor la regulación de la expresión génica en general en estos parásitos”, concluye el investigador del CRESIB.

“Ya sabíamos que los parásitos de la malaria empleaban mecanismos epigenéticos para evadir las respuestas inmunológicas en las personas. Pero recientemente hemos hallado que los mecanismos epigenéticos también regulan muchos otros procesos de la biología del parásito de la malaria, incluyendo la diferenciación sexual”, concluye Cortés.

Este estudio se publica conjuntamente en Nature con otro trabajo desarrollado en la Universidad  de Glasgow y el Wellcome Trust Sanger Institute. Ambos artículos describen en detalle el papel del regulador transcipcional AP2-G con resultados muy similares, a pesar de haber trabajado con dos tipos diferentes de parásitos: Plasmodium falciparum, que provoca la forma de malaria más severa en humanos y Plasmodium berghei, un parásito que infecta roedores.