[ Back to EurekAlert! ] PUBLIC RELEASE DATE: 2:00 p.m., hora del este de Estados Unidos Jueves 14 de julio de 2005

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Secuencias de los genomas de parásitos ofrecen esperanzas para obtener nuevos medicamentos y vacunas, informa un estudio de Science

Enfermedades olvidadas reciben atención de los científicos genómicos

Los científicos han establecido la secuencia y comparado los genomas de los tres parásitos responsables de la enfermedad del sueño, la enfermedad de Chagas y la leishmaniasis, tres enfermedades devastadoras de los países en vías de desarrollo.

Estos parásitos colectivamente causan enfermedades y muerte a millones de seres humanos cada año, y la nueva secuencia del genoma ofreció información vital para las personas que preparan medicamentos y vacunas, de acuerdo con la investigación nueva que apareció en el ejemplar del 15 de julio de 2005 de Science, publicada por AAAS, la sociedad de ciencias sin fines de lucro.

Además de ofrecer pistas para desarrollar medicamentos y vacunas, la investigación proporciona un mapa detallado de la biología y la evolución de estos organismos unicelulares, o “protozoarios”, de la familia Tripanosomatidae, los cuales infestan con parásitos a seres humanos y otros mamíferos, aves, reptiles, peces, insectos y plantas. Los insectos transmiten estas enfermedades causadas por los parásitos a los seres humanos que viven en regiones tropicales y subtropicales del mundo.

Los investigadores identificaron aproximadamente 6200 genes centrales que se encuentran presentes en los tres parásitos en orden similar dentro de cada genoma. Algunas de las proteínas codificadas en estos genes podrían servir como objetivos para el desarrollo de medicamentos que podrían ser eficaces contra los tres parásitos, una meta encomiable dado que por ahora no existen vacunas para estas enfermedades, y sólo hay unos cuantos medicamentos, la mayoría de los cuales son inadecuados debido a la resistencia, la toxicidad o el costo.

La iniciativa de desarrollar la secuencia también identificó genes que son específicos a cada parásito y esta información puede ser útil para preparar medicamentos y vacunas específicas para cada parásito.

“Gracias a estos estudios, los científicos ahora están mucho más cerca de lo que estaban hace cinco años de poder desarrollar medicamentos eficaces contra estas terribles enfermedades”, dijo Najib M. El-Sayed autor de Science, Investigador Asistente de The Institute for Genomic Research [Instituto de Investigación Genómica] en Rockville, Md.

“Éstas son enfermedades olvidadas. La persona promedio en los países desarrollados no ha oído de ellas, pero son verdaderamente devastadoras en los países en vías de desarrollo”, dijo Matthew Berriman autor de Science, Biólogo Principal y Especialista en Computación del Wellcome Trust Sanger Institute [Instituto Trust Sanger] en Hinxton, Reino Unido.

Aunque los tres patógenos comparten muchas características generales, cada uno se transmite mediante diferentes insectos, muestra características únicas del ciclo de vida, infecta diferentes tejidos, evade los sistemas inmunológicos de manera individual y causa enfermedades diferentes en los seres humanos y en los demás organismos que infecta. Las tres enfermedades pueden llegar a ser graves y causar la muerte si los pacientes no reciben el tratamiento oportunamente.

El ejemplar del 15 de julio de 2005 de Science incluye tres artículos de investigación, cada uno enfocado principalmente en uno de los parásitos, un artículo comparativo de investigación, dos informes de investigación pertinente, un artículo de “Viewpoint” y un editorial.

“La meta original de estos tres proyectos de genoma, los cuales se iniciaron independientemente, fue la de descifrar el mapa genético y llegar a entender el aspecto biológico de cada uno de los tres parásitos. El estudio comparativo es un valioso producto de esos proyectos el cual ha rendido resultados importantes”, dijo El-Sayed.

El Tripanosoma brucei causa la enfermedad del sueño, también conocida como tripanosomiasis africana humana, y se transmite a los humanos por medio de la notoria mosca tsetsé. El impacto más fuerte de la enfermedad está en África al Sur del Sahara. La primera fase de la enfermedad se caracteriza por fiebre, dolores de cabeza, dolor de las articulaciones y comezón. Cuando el parásito cruza la barrera hematoencefálica y entra al sistema nervioso central, se perturba el ciclo del sueño y otros procesos neurológicos.

El Tripanosoma cruzi causa la enfermedad de Chagas. Hay insectos triatomina que chupan sangre, con muchos nombres comunes distintos incluyendo, “insectos asesinos”, que viven en las grietas y los agujeros de las casas calidad inferior en Centroamérica y Suramérica y transmiten los parásitos a los seres humanos. Las personas infectadas con el parásito T. cruzi con frecuencia sufren daños cardiacos, gastrointestinales o neurológicos después de décadas de infecciones persistentes sin tener síntomas de la enfermedad.

Las especies del parásito Leishmania causan una gama de enfermedades humanas en Centroamérica y Sudamérica, el Sur de Europa, Asia, el Medio Oriente y África y se transmiten mediante diminutas moscas de la arena. Los investigadores establecieron una secuencia del genoma del Leishmania major, uno de los parásitos de Leishmania responsable de una enfermedad de la piel que causa úlceras que con frecuencia dejan cicatrices que causan desfiguración. El parásito L. major sirve como modelo para otras especies de Leishmania, incluyendo aquéllas que causan la enfermedad interna o “visceral” que causa fiebre, pérdida de peso y agrandamiento del bazo y del hígado y en ocasiones la muerte.

Ahora que los genes de esos parásitos están trazados, es mucho más fácil identificar los genes que son vitales para la supervivencia del parásito. Las proteínas codificadas en los genes que están involucradas en los procesos biológicos críticos con frecuencia sirven como objetivos para desarrollar medicamentos, dijo Peter Myler autor de Science, Profesor Asociado de Investigación, de la Universidad de Washington y Científico del Seattle Biomedical Research Institute, en Seattle, Wash.

Los investigadores descubrieron muchas codificaciones de genes de enzimas desconocidas para los seres humanos. Por ejemplo, el proyecto del genoma mostró docenas de genes centrales que eran compartidos por los tres parásitos que fueron probablemente contraídos a través de bacteria mediante un proceso de “transferencia horizontal de genes”. Los medicamentos que atacaron a esas enzimas podrían ser objetivos fructíferos para medicamentos porque es menos probable que afecten al huésped.

Otro enfoque para el desarrollo de medicamentos es concentrarse en las proteínas que son únicas en los parásitos individuales. Muchos de estos genes que son específicos a una especie, están ubicados en los extremos de los cromosomas y podrían codificar las proteínas que necesitan los parásitos para sobrevivir o causar enfermedades a los seres humanos u otros animales huéspedes. Los genes involucrados en las adaptaciones específicas al parásito, probablemente no los compartan sus huéspedes humanos, lo que los hace aún más atractivos como objetivos para el desarrollo de medicamentos.

“Debido a su evolución definida, los tripanosomas presentan una plétora de objetivos para el desarrollo de medicamentos potenciales, y éstos muy probablemente están consumiéndose en las bibliotecas químicas de las compañías farmacéuticas”, escribe George Cross de la Universidad Rockefeller en New York, NY. en el editorial de esta semana de Science.

La comparación de los tres genomas también realza las diferencias de las capacidades metabólicas de los parásitos que reflejan la diversidad dentro de sus estilos de vida y se correlacionan con sus huéspedes y portadores. El parásito T. brucei tiene la menor capacidad metabólica general y el L. major tiene la mayor. La habilidad de las moscas de la arena para alimentarse de néctar podría permitirle al L. major tener un metabolismo del azúcar más complejo.

Con la esperanza de preparar una vacuna contra el parásito T. cruzi, Rick Tarleton, autor de Science, Profesor Investigador de la Universidad de Georgia en Athens, Ga. y sus colegas determinaron qué proteínas están presentes dentro de los parásitos mientras infectan a seres humanos.

“Identificamos proteínas que serán buenas candidatas para preparar vacunas contra el parásito T. cruzi y merecen tener pruebas adicionales”, explicó Tarleton.

A partir de los análisis de este “proteome” surgió mucha información inesperada, especialmente relacionada con la manera como el parásito T. cruzi obtiene energía. Parte de este nuevo entendimiento puede aplicarse al diseño de medicamentos y vacunas y otra es, por el momento, solamente biología interesante, dice Tarleton.

La secuencia del genoma del parásito L. major marca un paso importante hacia el entendimiento de las diferencias genéticas que hacen que otras especies de Leishmania sean más peligrosas, información que es vital para el esfuerzo de desarrollar una vacuna efectiva contra una amplia gama de especies de Leishmania, de acuerdo con Myler.

El desarrollo de vacunas contra el T. brucei parece menos prometedor debido a que estos parásitos son muy hábiles para escaparse del sistema inmunológico. La investigación nueva ofrece una mejor imagen del vasto arsenal de genes latentes que se cree que ayudan al T. brucei a realizar sus actos de escapismo.

En un artículo relacionado con el proyecto del genoma, David Pérez-Morga y sus colegas reportaron el mecanismo mediante el cual una proteína que se encuentra en el suero de seres humanos llamados “apoL-I” mata los tripanosomas africanos, el parásito responsable de la enfermedad del sueño.

En un artículo de “Viewpoint”, Carlos Morel y sus colegas realzan la habilidad creciente de algunos países en vías de desarrollo para iniciar innovaciones médicas con sus propias energías y recursos. Por ejemplo, la mayoría de los pequeños filamentos de DNA que se usaron para identificar los genes de los tres parásitos siguieron una secuencia en instituciones de África y Sudamérica.

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