El parásito que causa las formas más graves de malaria, Plasmodium falciparum, cambia su estrategia cuando se encuentra en condiciones desfavorables dentro del organismo humano. Un estudio liderado por el Instituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal) y publicado en Nature Microbiology (1) ha descubierto cómo responde ante situaciones de estrés, como la fiebre, la falta de determinados nutrientes o la exposición al fármaco DHA, para favorecer su transmisión a los mosquitos.
Multiplicarse o transmitirse
Durante una infección, el parásito de la malaria tiene que tomar una decisión fundamental. Puede seguir multiplicándose dentro de la sangre para mantener la infección o transformar una parte de sus células en unas formas especiales, llamadas gametocitos, que son las únicas capaces de infectar a un mosquito.
Estos gametocitos son esenciales para que el ciclo de la malaria continúe. Cuando un mosquito pica a una persona infectada, puede ingerirlos junto con la sangre y convertirse después en un nuevo transmisor del parásito.
La investigación muestra que Plasmodium falciparum es capaz de detectar cuándo las condiciones dentro del organismo se vuelven menos favorables. Ante ese escenario, aumenta la producción de gametocitos, lo que incrementa sus posibilidades de pasar a un mosquito y continuar su ciclo.
Los investigadores e investigadoras estudiaron tres situaciones diferentes de estrés: la escasez de determinados nutrientes, la exposición al fármaco DHA y un episodio de fiebre simulado.
A pesar de tratarse de condiciones muy distintas, el resultado fue similar. En todos los casos, el parásito puso en marcha el mismo mecanismo de respuesta para favorecer la formación de las células que necesita para transmitirse.
Para descubrir cómo funcionaba este proceso, el equipo analizó qué genes se activaban, qué proteínas aumentaban y qué cambios se producían en la forma en que el parásito regula su ADN.
Los resultados permitieron comprobar que diferentes situaciones adversas terminan activando una misma ruta biológica, algo que hasta ahora no se conocía con detalle.
Un interruptor para escapar
Uno de los elementos principales de este mecanismo es una proteína llamada GDV1, que actúa como una especie de interruptor.
Cuando GDV1 se activa, el parásito comienza a producir más gametocitos y, por tanto, aumenta su capacidad de llegar hasta un mosquito.
Pero el sistema también dispone de un freno. La activación de esta proteína pone en marcha otro mecanismo que posteriormente reduce su actividad, evitando que el proceso continúe de manera indefinida.
Este sistema de regulación permite al parásito reaccionar rápidamente ante una amenaza sin dejar de mantener el equilibrio necesario para sobrevivir dentro del organismo humano.
De esta forma, Plasmodium falciparum puede repartir sus recursos entre dos objetivos: seguir multiplicándose para mantener la infección y preparar una parte de su población para la transmisión.
El estudio ayuda así a explicar por qué situaciones tan distintas como la fiebre, la falta de nutrientes o la acción de un medicamento pueden provocar una respuesta similar en el parásito.
Una proteína coordina la respuesta
La investigación identifica además otra proteína, llamada AP2-HS, que desempeña un papel central en esta reacción frente al estrés.
AP2-HS funciona como una especie de centro de control. Cuando las condiciones se vuelven adversas, activa los mecanismos que permiten al parásito responder y favorece también la producción de gametocitos.
Los experimentos mostraron la importancia de esta proteína. Cuando los investigadores eliminaron el gen responsable de producir AP2-HS, los parásitos dejaron de aumentar la formación de gametocitos incluso cuando eran sometidos a fiebre simulada, falta de nutrientes o al fármaco DHA.
Además, las pocas formas sexuales que comenzaban a desarrollarse en ausencia de este gen no conseguían completar correctamente su desarrollo.
Los resultados permiten comprender mejor cómo el parásito de la malaria adapta su comportamiento a las condiciones que encuentra dentro del organismo humano.
Hasta ahora se sabía que determinadas situaciones de estrés podían favorecer la producción de las formas transmisibles del parásito, pero no estaba claro cómo se conectaban esas señales con la decisión de producir más gametocitos.
El nuevo estudio muestra que distintos tipos de estrés terminan convergiendo en un mismo mecanismo molecular, capaz de modificar la estrategia del parásito cuando el entorno deja de ser favorable.
Comprender este proceso aporta nueva información sobre cómo Plasmodium falciparum consigue sobrevivir y mantener su transmisión incluso cuando se enfrenta a condiciones adversas dentro del organismo humano.
Referencias
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