Parásitos tener un costo enorme sobre 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 amigos-enemigos.
Un nuevo estudio publicado en Microbiología de la naturaleza Ha sido pionero en el uso de un parásito unicelular, Toxoplasma gondiipara inyectar proteínas terapéuticas en las células cerebrales. El cerebro es muy exigente sobre lo que deja entrar, incluidos muchos medicamentos, lo que limita las opciones de tratamiento para enfermedades neurológicas.
Como un Profesor de microbiologíaHe dedicado mi carrera a encontrar formas de matar parásitos peligrosos como ToxoplasmaMe fascina la perspectiva de que podamos usar sus armas 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 el siglo XIX) teoría de los gérmenes como causa de la enfermedad La humanidad ha estado en la búsqueda de 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 contraria a la intuición.
Pero la prevención y el tratamiento de enfermedades mediante la cooptación de los mismos microbios que nos amenazan tiene una historia que precede por mucho tiempo a la teoría de los gérmenes. Ya en el siglo XVIEn Oriente Medio y Asia, los que sobrevivían a la viruela no volvían a infectarse. Estas observaciones dieron lugar a la práctica de exponer deliberadamente a una persona no infectada al material de las llagas llenas de pus de una persona infectada (que, sin que ella lo supiera, contenían el virus de la viruela debilitado) para protegerla de una enfermedad grave.
El concepto de inoculación surgió hace varios siglos con los brotes de viruela. Manuscrito japonés 63/Wellcome Collection, CC BY
Este concepto de inoculaciónha producido un gran cantidad de vacunas que han salvado innumerables vidas.
Los virus, bacterias y parásitos también han desarrollado muchos trucos para penetrar en órganos como el cerebro y podrían ser Reequipado para entregar medicamentos en el cuerpo. Dichos usos podrían incluir Virus para terapia génica y Bacterias intestinales para tratar una infección intestinal conocido como C. diff.
¿Por qué no podemos simplemente tomar una pastilla para las enfermedades cerebrales?
Las pastillas ofrecen una forma cómoda y eficaz de introducir medicamentos al organismo. Drogas químicas Las tabletas, como la aspirina o la penicilina, son pequeñas y se absorben fácilmente desde el intestino hasta el torrente sanguíneo.
Medicamentos biológicos Por otro lado, las moléculas grandes y complejas, como la insulina o la semaglutida, 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 medicamentos, especialmente los biológicos, tienen grandes dificultades para penetrar en el cerebro debido a la barrera hematoencefálicaLa barrera hematoencefálica es una capa de células que recubre los vasos sanguíneos del cerebro y que actúa como un guardián que impide que los gérmenes y otras sustancias no deseadas accedan a las neuronas.
Toxoplasma Ofrece servicio de entrega a células cerebrales
Toxoplasma parásitos Infectar 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. Toxoplasmosis En personas sanas, la enfermedad sólo produce síntomas leves, pero puede ser grave en personas inmunodeprimidas. fetos en gestación.
A diferencia de la mayoría de los patógenos, Toxoplasma Puede atravesar la barrera hematoencefálica e invadir las células cerebrales. Una vez dentro de las neuronas, el parásito libera un conjunto de proteínas que Alterar la expresión genética en su huéspedlo que puede ser un factor en la cambios de comportamiento Provoca enfermedades en animales y personas infectadas.
Los científicos se reestructuraron Toxoplasma para administrar medicamentos a las neuronas.
En un nuevo estudio, un equipo global de investigadores secuestró el sistema Toxoplasma usos para secretar proteínas en su célula huésped. El equipo diseñó genéticamente Toxoplasma para hacer una proteína híbrida, fusionando una de sus proteínas secretadas a una proteína llamada MeCP2que regula la actividad genética en el cerebro, lo que en efecto permite que la MeCP2 se incorpore a las neuronas. Los investigadores descubrieron que los parásitos secretaban el híbrido proteico MeCP2 en neuronas cultivadas en una placa de Petri, así como en los cerebros de ratones infectados.
Una deficiencia genética en MECP2 causa un trastorno poco común del desarrollo cerebral llamado Síndrome de RettEnsayos de terapia genética Uso de virus para administrar la proteína MeCP2 Se están realizando estudios para tratar el síndrome de Rett. Si Toxoplasma Si se puede introducir una forma de proteína MeCP2 en las células cerebrales, se podría ofrecer otra opción para tratar esta enfermedad actualmente incurable. También podría ofrecer otra opción de tratamiento para otros problemas neurológicos que surgen de proteínas errantes. como el Alzheimer y Enfermedad de Parkinson.
El largo camino por delante
El Camino desde el banco de laboratorio hasta la cama del paciente Es largo y está lleno de obstáculos, así que no esperes ver ingeniería. Toxoplasma en la clínica en cualquier momento.
La complicación obvia en el uso Toxoplasma con fines médicos es que puede producir una infección grave y de por vida que actualmente es incurable. Infectar a alguien con Toxoplasma poder dañar sistemas orgánicos críticosincluidos el cerebro, los ojos y el corazón.
La tarea que tienen ante sí los científicos es modificar el Toxoplasma para que penetre de forma segura en el cerebro. Ke Hu y John M. Murray/Wikimedia Commons
Sin embargo, hasta Un tercio de la población mundial actualmente llevo Toxoplasma en su cerebro, aparentemente sin incidentes. Estudios recientes han correlacionado la infección con un mayor riesgo de esquizofrenia, trastorno de la ira e imprudencia, lo que sugiere que esta infección silenciosa puede ser predisponiendo a algunas personas a problemas neurológicos graves.
La prevalencia generalizada de Toxoplasma Las infecciones también pueden ser otra complicación, ya que descalifica a muchas personas para usarlo 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 destruidos por sus sistemas inmunes una vez inyectados.
En algunos casos, los beneficios de utilizar Toxoplasma El uso de un sistema de administración de fármacos puede compensar los riesgos. La ingeniería de formas benignas de este parásito podría producir las proteínas que necesitan los pacientes sin dañar el órgano –el cerebro– que define quiénes somos.
Bill Sullivan es profesor de farmacología y toxicología en la Universidad de Indiana. Este artículo se publica nuevamente en La conversación bajo una Licencia Creative Commons. Lea el Artículo original.