Investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles y de la Universidad Estatal de Iowa han obtenido una nueva visión de cómo los parásitos que causan la malaria secuestran los glóbulos rojos humanos; un avance que potencialmente podría fundamentar el desarrollo de nuevas formas de tratar la enfermedad.

La malaria es una enfermedad infecciosa transmitida a las personas a través de las picaduras de mosquitos infectados. anualmente, más de 200 millones de personas son contagiadas, de las cuales alrededor de medio millón muere.

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Cuando un ser humano es infectado, los parásitos Plasmodium invaden los glóbulos rojos humanos y toman una parte de la membrana de los glóbulos rojos para construir un compartimiento protector, o vacuola, alrededor de sí mismo; pero los científicos no siempre han tenido claro cómo esas proteínas pasan a la célula huésped.

Transporte de proteínas hacia el glóbulo rojo

Se sabe que para atravesar la membrana, las proteínas deben desplegarse y luego enhebrarse a través de un pequeño canal. Este proceso es realizado por el translocon Plasmodium de proteínas exportadas, o PTEX para abreviar, que es un complejo molecular.

PTEX actúa como un guardián de puerta; sin él, las proteínas efectoras quedan atrapadas en la vacuola. Los autores del estudio querían aprender exactamente cómo PTEX está involucrado en el transporte de las proteínas hacia el glóbulo rojo.

Para averiguarlo, los investigadores desarrollaron parásitos de la malaria en sangre humana en un laboratorio. Posteriormente se extrajo PTEX de los parásitos, y rápidamente fueron congelados a 190 grados Celsius bajo cero.

A partir de ahí, se tomaron imágenes de las partículas PTEX utilizando un método llamado microscopía crioelectrónica o cryoEM. En la técnica, los científicos usan un microscopio electrónico para golpear al sujeto (en este caso, partículas PTEX) con un haz de electrones y capturar las imágenes 2D resultantes con una cámara especializada.

Seguidamente se utilizaron algoritmos informáticos para a partir de las imágenes bidimensionales crear modelos 3-D de alta resolución, ofreciendo al equipo la primera vista de la forma completa de PTEX a nivel atómico. Descubrieron que PTEX está formado por tres proteínas.

Investigadores de UCLA crearon modelos en 3D que les dieron la primera vista a nivel atómico de la forma completa de un complejo de proteínas llamado PTEX.

Función inesperada

La primera proteína PTEX es el motor que impulsa el transporte, despliega las proteínas del parásito y las atraviesa a través de las dos proteínas PTEX restantes. La segunda proteína es como un adaptador que conecta el motor a la última proteína, cual tiene forma de embudo y forma el canal, lo que permite el paso al glóbulo rojo.

Pero los científicos encontraron que este mismo canal a través de la membrana también cumple una segunda función inesperada, proporcionando una vía para que las moléculas más pequeñas, como los desechos y nutrientes, entren y salgan del parásito. Esta función dual significa que esta vía juega un papel especialmente crítico para el parásito, convirtiéndolo en un objetivo potencial para nuevas terapias.

El Dr. Josh Beck, profesor de ciencias biomédicas en el Colegio de Medicina Veterinaria de la Universidad Estatal de Iowa y coautor de la investigación, se refirió a los hallazgos y expresó:

“Comprender la estructura y la función de PTEX puede darnos pistas sobre cómo diseñar nuevos medicamentos; se trata de un punto débil que podría ser explotado. Inhibir ese camino sería desastroso para el parásito”.

Referencia: Malaria parasite translocon structure and mechanism of effector export. Nature. 2018. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0469-4

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