Los investigadores que estudian el parásito de la malaria descubrieron una etapa previamente desconocida en su ciclo de vida que parece ser crucial para la reproducción. Los hallazgos apuntan a un nuevo objetivo prometedor para futuros tratamientos: interrumpir las señales que controlan esta etapa de la “corona” podría impedir que el parásito se multiplique.
Un nuevo estudio descubrió un paso oculto que ayuda al parásito más mortal de la malaria a sobrevivir y multiplicarse dentro del cuerpo humano. Los investigadores que estudian Plasmodium falciparum descubrieron que el parásito depende de una etapa breve pero esencial, apodada la etapa “Corona”, para asegurarse de que una estructura interna crucial se transmita correctamente cuando se dividió.
El descubrimiento ofrece una nueva perspectiva sobre cómo se reproduce el parásito y podría señalar nuevas formas de detener la malaria interrumpiendo este proceso.
La malaria sigue siendo una de las enfermedades infecciosas más devastadoras del mundo, causando cientos de miles de muertes cada año, la mayoría entre niños pequeños en el África subsahariana.
La investigación fue dirigida por la Dra. Anat Florentin del Centro Kuvin para el Estudio de Enfermedades Infecciosas y Tropicales y del Departamento de Microbiología y Genética Molecular de la Facultad de Medicina de la Universidad Hebrea.
El equipo se centró en una pequeña estructura dentro del parásito llamada apicoplasto. Aunque los humanos no tienen este orgánulo, los parásitos de la malaria dependen de él para sobrevivir. Aunque el apicoplásto proviene originalmente de un ancestro fotosintético, ahora funciona como una especie de minifábrica química, produciendo moléculas esenciales, incluyendo ácidos grasos e isoprenoides, que el parásito necesita para crecer dentro de los glóbulos rojos humanos.
“Al rastrear tanto la replicación del ADN como el desarrollo del apicoplast en tiempo real, encontramos los detalles de estos eventos y qué los controla”, dice la Dra. Florentin. “Hay tanto señales del núcleo como señales intrínsecas de orgánulos en juego. Estos mecanismos podrían ofrecer una nueva oportunidad para el desarrollo de fármacos: si, por ejemplo, podemos interrumpir la comunicación entre el núcleo y el apicoplasto, impediremos que el parásito se multiplique”.
Para observar lo que ocurre dentro del parásito a medida que crece, los investigadores desarrollaron un avanzado sistema de imagen en vivo que sigue las estructuras subcelulares en alta resolución a lo largo de todo el ciclo vital de 48 horas del parásito. Utilizando este enfoque, identificaron cuatro etapas en el desarrollo del apicoplasto: Elongación, Ramificación, Corona y División.
El estudio destaca la importancia de la etapa corona, un breve periodo de una hora justo antes de que el parásito se divida. Durante esta fase, el apicoplast se estira a través de múltiples núcleos y se adhiere a estructuras conocidas como placas centriolares, el equivalente parásito de la maquinaria que ayuda a las células a organizar la división. Esta conexión actúa como un punto de control de distribución, ayudando a asegurar que cuando el parásito se dividió, cada nueva célula hija reciba un apicoplasto completo y funcional.
Para entender cómo se controla este proceso, los investigadores utilizaron fármacos que bloquean pasos específicos en la replicación del parásito:
- Bloqueo de la replicación del ADN nuclear: cuando los investigadores impidieron que el parásito copiara su ADN nuclear usando afidicolina, el desarrollo de los apicóblastos se detuvo casi de inmediato. Esto demostró que el apicoplast no puede crecer correctamente a menos que el parásito haya entrado en la fase de copia del ADN de su ciclo.
- Bloqueo de la replicación del ADN del apicoplasto: en cambio, cuando el equipo bloqueó la replicación del propio ADN del apicoplasto usando ciprofloxacina (CIP), el orgánulo seguía creciendo y formando ramas, pero no lograba formar la estructura de la corona.
Sin la etapa de corona, el apicoplasto no podía adherirse a las placas centriolares, y se producían células hijas sin ella. Esto conduce a un fenómeno conocido como “muerte tardía”. La primera generación de parásitos puede sobrevivir, pero la siguiente no, porque sin el apicoplasto, el parásito carece de una estructura que necesita para producir moléculas esenciales y mantenerse vivo.
En general, los hallazgos desafían la idea de que el apicoplasto actúe de forma independiente dentro del parásito. En cambio, el estudio sugiere que el desarrollo y la herencia del apicoplasto dependen de señales cuidadosamente cronometradas procedentes del núcleo del parásito, especialmente durante la nueva etapa de corona identificada.
Según los investigadores, esta dependencia recién descubierta podría representar una vulnerabilidad prometedora. Al dirigirse a los mecanismos de señalización que coordinan la replicación del ADN y el desarrollo del apicoplasto, futuras terapias podrían interrumpir la reproducción parásita y ayudar a detener la malaria evitando que el parásito se multiplique en primer lugar.
El artículo de investigación titulado “Independent nuclear and organellar mechanisms determine apicoplast fate in malaria parasites”, ya está disponible en el Journal of Cell Biology.
