Nuevo agente activo contra parásitos

Parásitos

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 la malaria y la toxoplasmosis.

El punto de ataque de esta prometedora sustancia es la proteína tubulina: ayuda a las células a dividirse y, por lo tanto, es esencial para la multiplicación de los parásitos. El estudio aparece hoy en la revista EMBO Molecular Medicine.

La idea detrás de este enfoque proviene de la investigación de tumores: el bloqueo de la proteína tubulina en las células cancerosas impide que las células se dividan con éxito y, por lo tanto, también se multipliquen.

Los médicos han estado 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 han extendido este concepto a los parásitos unicelulares, incluidos los patógenos que causan la malaria(Plasmodium sp.)y la toxoplasmosis(Toxoplasma gondii). 

Sus células también necesitan tubulina para la división celular. “Si esta proteína ya no funciona de la manera en que se supone que debe hacerlo, golpea al parásito con fuerza”, dice el investigador Ashwani Sharma. “Eso hace que la tubulina sea un buen punto de ataque para las drogas. 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 fases de reproducción sexual y asexual.

La apicomplexa utiliza humanos o animales como huéspedes o huéspedes intermedios.

Cada año, muchos millones de personas se ven afectadas por las enfermedades infecciosas que causan.

Búsqueda de puntos de ataque

Todos los eucariotas, desde las amebas hasta los humanos, producen la proteína tubulina.

En forma de filamentos largos, abarca las células como una especie de andamio.

A partir de esto, se forma un llamado aparato huso durante la división celular que separa los cromosomas y los distribuye a dos células hijas.

De un organismo a otro, la proteína difiere en solo 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.

Así que 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 evita tener que trabajar con patógenos de la malaria en el laboratorio”.

Utilizando el Swiss Light Source SLS y la 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 produjo 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 proteínas largos y estables. Por lo tanto, también bloquea la división celular exitosa”, dice Gaillard.

La parabulina bloquea la proteína exactamente en el lugar análogo a donde los medicamentos contra el cáncer atracan en la tubulina humana.

Esperanza para la medicina futura

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.

En contraste, la parabulina prácticamente no tuvo 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,sino también contra todos los representantes de la apicomplexa, incluido el patógeno de la malaria.

PSI ahora ha presentado una patente y planea continuar probando parabulina en el laboratorio, con el objetivo de desarrollarla posteriormente en un medicamento con la ayuda de la industria farmacéutica.

Referencia: N. Gaillard, A. Sharma, I. Abbaali, T. Liu, F. Shilliday, A.D. Cook, V. Ehrhard, A.J. Roberts, C.A. Moores, N. Morrissette, M. Steinmetz. Inhibiting parasite proliferation using a rationally designed anti-tubulin agentEMBO Molecular Medicine, 2021 DOI: 10.15252/emmm.202013818

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