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Los parásitos cobran un precio enorme en la salud humana y veterinaria. Pero los investigadores pueden haber encontrado una manera de que los pacientes con trastornos cerebrales y un parásito cerebral común se conviertan en enemigos.
Un nuevo estudio publicado en Nature Microbiology ha sido pionero en el uso de un parásito unicelular, Toxoplasma gondii , para inyectar proteínas terapéuticas en las células cerebrales.
El cerebro es muy exigente con lo que deja entrar, incluidos muchos medicamentos, lo que limita las opciones de tratamiento para las afecciones neurológicas.
Como profesor de microbiología, he dedicado mi carrera a encontrar formas de matar parásitos peligrosos como el Toxoplasma. Me fascina la perspectiva de que podamos utilizar su armamento para tratar otras enfermedades.
Los microbios como medicina.
Desde que los científicos se dieron cuenta de que los organismos microscópicos pueden causar enfermedades (lo que se llama la teoría de las enfermedades de los gérmenes del siglo XIX ), la humanidad ha estado buscando mantener los agentes infecciosos fuera de nuestros cuerpos. La comprensible aversión de muchas personas a los gérmenes puede hacer que la idea de adaptar estos adversarios microbianos con fines terapéuticos parezca contradictoria.
Pero la prevención y el tratamiento de enfermedades mediante la incorporación de los mismos microbios que nos amenazan tiene una historia que es mucho anterior a la teoría de los gérmenes. Ya en el siglo XVI , los habitantes de Oriente Medio y Asia notaron que aquellos que tenían la suerte de sobrevivir a la viruela nunca volvían a infectarse. Estas observaciones llevaron a la práctica de exponer intencionalmente a una persona no infectada al material de las llagas llenas de pus de una persona infectada, que sin saberlo contenían el virus de la viruela debilitado, para protegerla de enfermedades graves.
El concepto de inoculación se desarrolló con los brotes de viruela hace varios siglos.
Este concepto de inoculación ha dado lugar a una gran cantidad de vacunas que han salvado innumerables vidas. Los virus, las bacterias y los parásitos también han desarrollado muchos trucos para penetrar órganos como el cerebro y podrían modificarse para administrar medicamentos al cuerpo. Dichos usos podrían incluir virus para terapia genética y bacterias intestinales para tratar una infección intestinal conocida como Clostridium difficile.
¿Por qué no podemos simplemente tomar una pastilla para las enfermedades cerebrales?
Las píldoras ofrecen una forma cómoda y eficaz de introducir medicamentos en el cuerpo. Los medicamentos químicos como la aspirina o la penicilina son pequeños y se absorben fácilmente desde el intestino al torrente sanguíneo.
Los fármacos biológicos como la insulina o la semaglutida, por otro lado, son moléculas grandes y complejas que son vulnerables a descomponerse en el estómago antes de poder ser absorbidas. También son demasiado grandes para atravesar la pared intestinal y llegar al torrente sanguíneo.
Todos los fármacos, especialmente los biológicos, tienen grandes dificultades para penetrar en el cerebro debido a la barrera hematoencefálica.
La barrera hematoencefálica es una capa de células que recubre los vasos sanguíneos del cerebro y actúa como un guardián para impedir que los gérmenes y otras sustancias no deseadas accedan a las neuronas.
Toxoplasma ofrece servicio de entrega (mensajería) a las células cerebrales.
Los parásitos toxoplasma infectan a todos los animales, incluidos los humanos. La infección puede ocurrir de múltiples maneras, incluida la ingestión de esporas liberadas en las heces de gatos infectados o el consumo de carne o agua contaminadas. La toxoplasmosis en personas por lo demás sanas produce sólo síntomas leves, pero puede ser grave en personas inmunodeprimidas y en el feto gestante.
A diferencia de la mayoría de los patógenos, el Toxoplasma puede cruzar la barrera hematoencefálica e invadir las células cerebrales. Una vez dentro de las neuronas, el parásito libera un conjunto de proteínas que alteran la expresión genética en su huésped, lo que puede ser un factor en los cambios de comportamiento que causa en animales y personas infectados.
Los científicos reestructuraron Toxoplasma para administrar medicamentos a las neuronas.
En un nuevo estudio, un equipo global de investigadores secuestró el sistema que utiliza Toxoplasma para secretar proteínas en su célula huésped. El equipo diseñó genéticamente
Toxoplasma para producir una proteína híbrida, fusionando una de sus proteínas secretadas con una proteína llamada MeCP2, que regula la actividad genética en el cerebro; de hecho, le dio al MeCP2 un paseo a cuestas hacia las neuronas. Los investigadores descubrieron que los parásitos secretaban el híbrido de proteína MeCP2 en neuronas cultivadas en una placa de Petri, así como en el cerebro de ratones infectados.
Una deficiencia genética en MECP2 causa un raro trastorno del desarrollo cerebral llamado síndrome de Rett . Se están llevando a cabo ensayos de terapia génica que utilizan virus para administrar la proteína MeCP2 para tratar el síndrome de Rett. Si Toxoplasma puede administrar una forma de proteína MeCP2 a las células cerebrales, puede proporcionar otra opción para tratar esta afección actualmente incurable. También puede ofrecer otra opción de tratamiento para otros problemas neurológicos que surgen de proteínas errantes, como la enfermedad de Alzheimer y Parkinson .
El largo camino por delante.
El camino desde la mesa del laboratorio hasta la cabecera de la cama es largo y está lleno de obstáculos, así que no espere ver Toxoplasma diseñado en la clínica en el corto plazo.
La complicación obvia del uso de Toxoplasma con fines médicos es que puede producir una infección grave que dura toda la vida y que actualmente es incurable.
Infectar a alguien con Toxoplasma puede dañar sistemas de órganos críticos , incluidos el cerebro, los ojos y el corazón.
La tarea que enfrentan los científicos es modificar el Toxoplasma para que penetre de manera segura en el cerebro.
Sin embargo, hasta un tercio de las personas en todo el mundo portan actualmente Toxoplasma en el cerebro, aparentemente sin incidentes. Estudios emergentes han correlacionado la infección con un mayor riesgo de esquizofrenia, trastorno de ira e imprudencia, lo que sugiere que esta infección silenciosa puede estar predisponiendo a algunas personas a problemas neurológicos graves.
La prevalencia generalizada de infecciones por Toxoplasma también puede ser otra complicación, ya que descalifica a muchas personas para utilizarlo como tratamiento. Dado que los miles de millones de personas que ya son portadoras del parásito han desarrollado inmunidad contra futuras infecciones, las formas terapéuticas de Toxoplasma serían rápidamente destruidas por su sistema inmunológico una vez inyectadas.
En algunos casos, los beneficios de utilizar Toxoplasma como sistema de administración de medicamentos pueden superar los riesgos. La ingeniería de formas benignas de este parásito podría producir las proteínas que los pacientes necesitan sin dañar el órgano (el cerebro) que define quiénes somos.
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