El mosquito 'Anopheles gambiae', uno de los principales transmisores del parásito de la malaria. Imagen: James D. Gathany. Fuente: Wikipedia.
Un estudio publicado en Nature indica que la proteína AP2-G actúa como un interruptor del desarrollo del parásito de la malaria al activar la transcripción de los genes tempranos de gametocitos, formas sexuales del parásito, esenciales para la transmisión del humano al mosquito, que luego lo propaga a otros humanos.
Esta investigación revela nuevas vías para interrumpir la transmisión de la malaria mediante la prevención de la formación y maduración de las etapas sexuales del parásito. Este trabajo ha sido desarrollado por investigadores de Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB), centro de investigación del instituto semipúblico ISGlobal, y de la Universidad de Princeton (EE.UU.), con la contribución de la Escuela de Londres de Higiene y Medicina Tropical (Reino Unido).
En la sangre, el parásito de la malaria se encuentra predominantemente en el estadio asexual. La diferenciación sexual, que se activa en algunos de los parásitos, es básica para transmitir la enfermedad de un humano al mosquito e iniciar nuevas infecciones en otros humanos. "No solo es necesario y básico curar a los pacientes afectados por malaria, sino también impedir la transmisión", explica Alfred Cortés, profesor de Investigación ICREA en CRESIB, que ha liderado la parte del estudio llevada a cabo en este instituto.
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. 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).
Proteína clave en la diferenciación sexual del parásito
"Hemos descubierto que la proteína AP2-G juega 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. 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", explica Cortés en la nota de prensa de CRESIB.
"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.
Esta investigación revela nuevas vías para interrumpir la transmisión de la malaria mediante la prevención de la formación y maduración de las etapas sexuales del parásito. Este trabajo ha sido desarrollado por investigadores de Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (CRESIB), centro de investigación del instituto semipúblico ISGlobal, y de la Universidad de Princeton (EE.UU.), con la contribución de la Escuela de Londres de Higiene y Medicina Tropical (Reino Unido).
En la sangre, el parásito de la malaria se encuentra predominantemente en el estadio asexual. La diferenciación sexual, que se activa en algunos de los parásitos, es básica para transmitir la enfermedad de un humano al mosquito e iniciar nuevas infecciones en otros humanos. "No solo es necesario y básico curar a los pacientes afectados por malaria, sino también impedir la transmisión", explica Alfred Cortés, profesor de Investigación ICREA en CRESIB, que ha liderado la parte del estudio llevada a cabo en este instituto.
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. 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).
Proteína clave en la diferenciación sexual del parásito
"Hemos descubierto que la proteína AP2-G juega 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. 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", explica Cortés en la nota de prensa de CRESIB.
"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.
Epigenética
Los investigadores demuestran 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.
"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", añade el investigador del CRESIB.
La expresión de AP2-G se regula a nivel epigenético. “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 (Escocia) y el Wellcome Trust Sanger Institute. Ambos artículos describen en detalle el papel del regulador transcripcional 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 a roedores, informa SINC.
Los investigadores demuestran 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.
"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", añade el investigador del CRESIB.
La expresión de AP2-G se regula a nivel epigenético. “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 (Escocia) y el Wellcome Trust Sanger Institute. Ambos artículos describen en detalle el papel del regulador transcripcional 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 a roedores, informa SINC.
Referencia bibliográfica:
Björn F.C. Kafsack, Núria Rovira-Graells, Taane G. Clark, Cristina Bancells, Valeria M. Crowley, Susana G. Campino, April E. Williams, Laura G. Drought, Dominic P. Kwiatkowski, David A. Baker, Alfred Cortés, Manuel Llinás. A transcriptional switch underlies commitment to sexual development in malaria parasites. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature12920.
Björn F.C. Kafsack, Núria Rovira-Graells, Taane G. Clark, Cristina Bancells, Valeria M. Crowley, Susana G. Campino, April E. Williams, Laura G. Drought, Dominic P. Kwiatkowski, David A. Baker, Alfred Cortés, Manuel Llinás. A transcriptional switch underlies commitment to sexual development in malaria parasites. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature12920.