El agotamiento de una molécula de grasa en la sangre humana impulsa a los parásitos de la malaria a dejar de replicarse y causar enfermedades en las personas y, en cambio, lanzarse a los mosquitos para continuar el ciclo de transmisión. según un nuevo estudio de un equipo de investigación internacional.

El descubrimiento, publicado en línea en Celda 9 de noviembre responde una pregunta de larga data sobre qué controla este paso crítico en el ciclo de vida de Plasmodium falciparum , el parásito responsable de alrededor de medio millón de muertes por paludismo en todo el mundo cada año. También podría abrir las puertas a nuevas estrategias de control y tratamiento de la malaria.

La molécula clave que identificaron los investigadores tiene el nombre pegadizo de lisofosfatidilcolina, o LPC para abreviar. Parece ser un bloque de construcción que los parásitos usan para construir nuevas membranas celulares cuando se dividen. el equipo encontró.

"Cuando el LPC es abundante, los parásitos se reproducen felizmente en humanos, "dijo J.P. Gerdt, investigador del laboratorio de Jon Clardy en la Facultad de Medicina de Harvard y coautor del estudio. "Cuando cae el LPC, los parásitos ya no pueden multiplicarse y comprometerse con una vía diferente ".

"Este es un primer gran paso para analizar los detalles de lo que está sucediendo, "añadió Gerdt.

El propósito de la investigación fue iluminar los motivadores bioquímicos en Plasmodium toma de decisiones. Aunque importante, los hallazgos no se traducirán inmediatamente en nuevas terapias, advirtió Clardy, los profesores Hsien Wu y Daisy Yen Wu de Química Biológica y Farmacología Molecular en HMS y coautor correspondiente del estudio.

Aún así, Clardy dijo:señalando un interruptor de control previamente desconocido, el trabajo sugiere nuevas formas de tratar de evitar que los parásitos Plasmodium vuelvan a entrar en los mosquitos e infecten a más personas, uno de los principales objetivos de los programas mundiales de erradicación de la malaria.

"Tratar a los pacientes con medicamentos antipalúdicos generalmente mata a los parásitos que se replican, pero si no bloquea también la transmisión, la enfermedad nunca desaparecerá de la población, "dijo el co-autor correspondiente Matthias Marti, profesor adjunto de inmunología y enfermedades infecciosas en Harvard T.H. Chan School of Public Health y profesor del Wellcome Centre for Molecular Parasitology de la Universidad de Glasgow.

Poniendo a cero

Plasmodium los parásitos llevan vidas complejas.

Pasan a los humanos a través de la picadura de un infectado. Anofeles mosquito, congregándose primero en el hígado y luego en los glóbulos rojos, donde se multiplican y estallan en ciclos que provocan oleadas de enfermedad.

Finalmente, si el anfitrión tiene la suerte de sobrevivir, algunos de los parásitos dejan de multiplicarse y siguen un camino diferente conocido como compromiso o diferenciación sexual. En lo que Gerdt compara con una pubertad parasitaria, se transforman de criaturas asexuales en sexuales.

Si los mosquitos pican a una persona infectada durante esta fase, los parásitos, ahora machos y hembras, regresan a los insectos y se reproducen. El ciclo de transmisión comienza de nuevo.

"Casi todo lo que intentamos hacer para tratar la malaria se encuentra en la etapa sanguínea, porque ahí es cuando sabes que la gente lo tiene, ", dijo Clardy." Los investigadores están poniendo más esfuerzos últimamente en estudiar la etapa de transmisión a la luz de las campañas para eliminar la malaria ".

Aunque el compromiso sexual es un eje en la dinámica de la malaria, los científicos no sabían mucho sobre lo que lo impulsa. Hace tres años, Martí, luego profesor asociado en la Harvard Chan School, y el coautor del estudio, Nicolas Brancucci, luego becario postdoctoral en el laboratorio de Martí, se propuso descubrir si alguna sustancia en los huéspedes humanos, en lugar de en los parásitos mismos, desempeñaba un papel.

Descubrir, combinaron su experiencia en parasitología con la especialidad del laboratorio Clardy en rastrear la fuente de señales moleculares.

Algo en la sangre

Cuando los investigadores cultivaron Plasmodium células en matraces sin su baño habitual de suero sanguíneo humano, los parásitos se saltaron la replicación y se dirigieron directamente al compromiso sexual, insinuando que un interruptor de control acechaba en la sangre que faltaba.

Próximo, los investigadores crecieron Plasmodium con suero. Como se esperaba, después de un tiempo, los parásitos perdieron su entusiasmo por replicarse y comenzaron a comprometerse sexualmente. Pero cuando el equipo agregó suero fresco, los parásitos continuaron replicando. De hecho, estaban tomando algo del suero.

Los investigadores decidieron separar y estudiar todos los componentes del suero para ver si podían identificar la molécula o moléculas en juego.

"El suero es tan complejo; nadie haría una prueba como esa, "Marti recordó." Pero en realidad funcionó. Encontramos un factor único que es necesario y suficiente para regular el compromiso sexual ".

Con cada ronda de replicación del parásito, los investigadores observaron que los niveles de LPC disminuyeron. Cuando LPC bajó lo suficiente, los parásitos cambiaron al compromiso sexual.

La microscopía fluorescente reveló que Plasmodium las células absorbían LPC del torrente sanguíneo mientras se preparaban para dividirse.

"Los parásitos lo chupan, "dijo Gerdt.

Los científicos creen que cuando los parásitos sienten que sus materias primas se están agotando, cambian de estrategia.

Los investigadores encontraron patrones similares de agotamiento de LPC en un modelo de ratón de malaria. Sus hallazgos se vieron reforzados por los datos del suero sanguíneo de estudios publicados anteriormente que mostraron que el agotamiento de LPC es un sello distintivo de la infección aguda por malaria en humanos.

Probando las aguas

El estudio es el primero en identificar un factor en los huéspedes humanos que Plasmodium utiliza como sensor ambiental.

"Esto fue sorprendente al principio, pero una vez que lo sepas, que tiene sentido, dijo Martí. Plasmodium es un parásito de la sangre, después de todo, y viaja a través de muchos entornos diferentes durante su ciclo de vida. Muestra esos entornos, y en este caso, responde a niveles reducidos de LPC en la sangre durante la infección aguda por malaria al decidir moverse hacia el mosquito ".

Pasar de los hallazgos del estudio a una terapia contra la malaria no será sencillo, dijo Clardy. Por ejemplo, los médicos no pueden simplemente agotar la LPC para evitar que los parásitos se repliquen, porque LPC juega un papel importante en el cuerpo, incluida la formación de membranas celulares sanas.

Sin embargo, ahora que saben "al menos el primer paso y algunos pasos posteriores" de cómo el parásito regula la transmisión, Marti dijo que prevé nuevas estrategias combinadas que bloquearían la transmisión de manera segura y al mismo tiempo tratarían a las personas que ya tienen malaria.

Brancucci se encuentra ahora en el Swiss Tropical and Public Health Institute en Basilea.