Investigadores del Instituto Paul Scherrer PSI han identificado un compuesto químico que puede ser adecuado como agente activo contra varios parásitos unicelulares diferentes. Entre estos se encuentran los patógenos que causan malaria y toxoplasmosis. El punto de ataque de esta prometedora sustancia es la proteína tubulina: ayuda a las células a dividirse y, por tanto, es fundamental para la multiplicación de los parásitos. El estudio aparece hoy en la revista Medicina Molecular EMBO.
La idea detrás de este enfoque proviene de la investigación de tumores: el bloqueo de la proteína tubulina en las células cancerosas evita que las células se dividan con éxito y, por lo tanto, también se multipliquen. Los médicos llevan mucho tiempo aplicando este principio con éxito en la quimioterapia y administrando sustancias inhibidoras de la tubulina a los pacientes.
Los investigadores de la ISP Natacha Gaillard y Ashwani Sharma del Laboratorio de Investigación Biomolecular ahora han extendido este concepto a los parásitos unicelulares, incluidos los patógenos que causan la malaria (Plasmodium sp.) y toxoplasmosis (Toxoplasma gondii). Sus células también necesitan tubulina para la división celular. “Si esta proteína ya no funciona de la manera que se supone, golpea al parásito con fuerza”, dice el investigador Ashwani Sharma. “Eso hace que la tubulina sea un buen punto de ataque para los medicamentos. La proteína se conoce desde hace mucho tiempo en la investigación de tumores, pero hasta ahora no ha recibido mucha atención en parasitología”.
Los patógenos que causan la malaria y la toxoplasmosis se cuentan entre los apicomplexa, un grupo de parásitos eucariotas unicelulares. Sus células poseen un verdadero núcleo celular y pasan por las fases de reproducción sexual y asexual. Apicomplexa utiliza humanos o animales como huéspedes o huéspedes intermediarios. Cada año, muchos millones de personas se ven afectadas por las enfermedades infecciosas que causan.
Buscando puntos de ataque
Todos los eucariotas, desde las amebas hasta los humanos, producen la proteína tubulina. En forma de filamentos largos, atraviesa las células como una especie de andamio. A partir de esto, durante la división celular se forma un llamado aparato de huso que separa los cromosomas y los distribuye a dos células hijas.
De un organismo a otro, la proteína difiere solo en unos pocos lugares, pero estas diferencias pueden ser potencialmente importantes. Para que los científicos encuentren agentes activos contra la proteína específica de los parásitos eucariotas unicelulares y así bloquearla, se debe conocer la estructura precisa de la proteína.
Entonces, los investigadores de PSI aislaron la tubulina de las células del ciliado. Tetrahymena thermophila. “Su proteína es prácticamente idéntica a la de la apicomplexa”, explica la científica Natacha Gaillard. “Y eso nos ahorra tener que trabajar con patógenos de la malaria en el laboratorio”.
Usando la fuente de luz suiza SLS y microscopía electrónica, los investigadores descifraron la estructura molecular de la proteína. Luego buscaron un compuesto químico capaz de inhibir la proteína. Un banco de datos de sustancias arrojó cinco candidatos como agentes activos potenciales; en el laboratorio, un compuesto químico demostró ser efectivo. Los investigadores lo llamaron parabulina. “Evita que la tubulina forme filamentos de proteína largos y estables. Por lo tanto, también bloquea la división celular exitosa”, dice Gaillard. La parabulina bloquea la proteína exactamente en el lugar análogo al que se acoplan los medicamentos contra el cáncer en la tubulina humana.
Esperanza para la medicina del futuro
Los socios de cooperación de PSI en la Universidad de California en Irvine, EE. UU., Probaron el compuesto en Toxoplasma gondii en células humanas. Y de hecho, el parásito era prácticamente incapaz de reproducirse más. Por el contrario, la parabulina no tuvo prácticamente ningún efecto sobre las células humanas. “Esa es una buena señal: la sustancia aparentemente actúa solo sobre la tubulina del parásito, un requisito básico para poder usarla como medicamento contra enfermedades infecciosas”, explica Sharma.
La suposición es que la parabulina funciona no solo contra Toxoplasma gondii, pero también contra todos los representantes de la apicomplexa, incluido el patógeno de la malaria. PSI ha presentado una patente y planea continuar probando la parabulina en el laboratorio, con el objetivo de desarrollarla posteriormente en un fármaco con la ayuda de la industria farmacéutica.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Instituto Paul Scherrer. Original escrito por Brigitte Osterath. Nota: El contenido puede editarse por estilo y longitud.
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