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# Biología # Microbiología

Apuntando al Echinococcus Multilocularis: Una Nueva Esperanza

Investigadores descubren tratamientos potenciales para la peligrosa infección por tenias.

Akito Koike, Katia Cailliau, Jérôme Vicogne, Frank Becker, Colette Dissous, Stefan Hannus, Klaus Brehm

― 7 minilectura


Luchando contra el Luchando contra el Echinococcus: Nuevos Tratamientos de EGF para combatir el mortal tenias. La investigación revela vías cruciales
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La equinococosis alveolar, también conocida como AE, es una enfermedad seria causada por un astuto parásito llamado Echinococcus multilocularis. Este parásito tiene un gusto por el desmadre, infectando roedores e incluso humanos. La infección comienza cuando alguien ingiere accidentalmente huevos que contienen una versión pequeña y sigilosa del parásito llamada oncosfera. Una vez tragadas, estas oncosferas eclosionan en los intestinos, se abren camino a través de la pared intestinal y hacen un hogar acogedor en los órganos, sobre todo en el hígado. Desafortunadamente, este tipo de tenias sabe cómo crecer y expandirse agresivamente, causando daño que puede ser fatal si no se trata.

Etapas de Vida del Parásito

El ciclo de vida de Echinococcus es todo un espectáculo. La tenia adulta vive en los intestinos de anfitriones como los zorros. Una vez que este gusano produce huevos, los libera al ambiente a través de las heces del huésped. Cuando un roedor hambriento o un humano come accidentalmente estos huevos, comienza la verdadera diversión. Los huevos eclosionan, las oncosferas invaden los intestinos, ¡y voilà! El parásito pasa a su siguiente etapa de vida: el metacestodo.

El metacestodo parece un quiste acogedor rodeado de una capa protectora. Dentro de este quiste, el parásito tiene un grupo de células especiales llamadas células germinativas. Estas células germinativas son como las células madre del mundo de los parásitos, y no se quedan quietas. Se dividen y diferencian en otros tipos de células, lo que permite al parásito crecer y causar estragos.

Los Secretos de las Células Madre

Una de las claves del éxito del parásito radica en sus células germinativas. Piénsalas como los super soldados del parásito, proliferando constantemente y ayudando al parásito a crecer. La investigación ha demostrado que estas células germinativas son las únicas que se dividen activamente, y son cruciales para la supervivencia de la tenia.

Ahora, aquí es donde las cosas se ponen interesantes. Estas células germinativas pueden ser bastante resistentes a los medicamentos antiparasitarios convencionales como el albendazol y el mebendazol. Los científicos creen que, para atacar adecuadamente al parásito, los nuevos medicamentos deberían enfocarse en estas células madre. Esto ha llevado a los investigadores a investigar las vías de señalización que controlan estas células y cómo podrían llevar a tratamientos potenciales.

La Vía EGF: La Supercarretera de Señalización

Una de las vías más importantes involucradas en la regulación de las células germinativas es la Vía del Factor de Crecimiento Epidérmico (EGF). Esta vía de señalización es un jugador bien conocido en el mundo de la biología celular, y ayuda a controlar cómo las células se dividen y se diferencian. La vía EGF utiliza proteínas especiales (llamadas ligandos) que se unen a receptores en la superficie celular, desencadenando una cascada de eventos dentro de la célula.

Cuando estos ligandos se unen a sus receptores, a menudo provocan que los receptores se unan (un proceso conocido como dimerización) y activen vías de señalización que promueven el crecimiento o la supervivencia celular. En los gusanos planos, la investigación ha demostrado que la señalización EGF es esencial para la división y maduración de sus células madre, y resulta que lo mismo es cierto para nuestro sigiloso amigo Echinococcus.

La Búsqueda de Ligandos EGF

Los investigadores han estado buscando ligandos EGF en Echinococcus. Hasta ahora, han descubierto algunos candidatos interesantes. Al examinar el genoma de E. multilocularis, los científicos identificaron dos posibles ligandos EGF: EmEGF1 y EmNRG. Estos ligandos podrían interactuar con los receptores EGF del parásito y ayudar a regular el comportamiento de las células madre.

Cuando estos ligandos se expresan-especialmente EmNRG-hay un aumento notable en el número de células germinativas. Esta información tiene implicaciones importantes para entender cómo el parásito gobierna su crecimiento y cómo podríamos interrumpir ese proceso con nuevos tratamientos.

Profundizando en los Estudios de Cultivo Celular

Para entender cómo funcionan estos receptores y ligandos EGF, los investigadores recurrieron a cultivos celulares. Al probar varios inhibidores, pudieron observar cómo estos compuestos impactaban la viabilidad celular y la regeneración de vesículas de metacestodo. Descubrieron que ciertos inhibidores podían disminuir drásticamente la viabilidad celular y perturbar el crecimiento del parásito.

Específicamente, el afatinib emergió como una opción de tratamiento particularmente interesante. Este medicamento ya era conocido por su efectividad contra el cáncer humano y mostró promesa para reducir el crecimiento de Echinococcus también. En experimentos, se encontró que el afatinib apunta específicamente al receptor EGF EmER1 en el parásito, lo que lleva a efectos negativos sobre su crecimiento.

El Factor X: Xenopus Oocitos al Rescate

A los científicos les encanta usar diversos sistemas para estudiar sistemas biológicos complejos, y los oocitos de Xenopus (huevos de rana) son uno de sus favoritos. Los oocitos se utilizan para expresar los receptores EGF de Echinococcus y luego analizar cómo estos receptores responden a ligandos como el EGF humano.

En estos experimentos, los oocitos expresaron EmER1 en respuesta a EGF, revelando que el receptor estaba activo y funcionando. Este descubrimiento confirmó que las interacciones entre el ligando y el receptor son, de hecho, importantes para gobernar el crecimiento de Echinococcus.

Construyendo sobre el Éxito: La Ruta hacia Nuevos Tratamientos

A medida que avanzaba la investigación, los científicos se dieron cuenta de que el objetivo final era aprovechar sus hallazgos para el desarrollo de medicamentos. Realizaron numerosos experimentos para evaluar qué tan efectivamente varios inhibidores podían apuntar a los receptores de Echinococcus.

Los resultados fueron prometedores. Dacomitinib y osimertinib-otros dos inhibidores-mostraron efectividad contra células de Echinococcus, pero no tan notablemente como el afatinib. Este hallazgo indica una vía para identificar nuevos tratamientos que podrían apuntar mejor a la tenia mientras se ahorran las células humanas.

El Duelo Final: EmEGF1 y EmNRG

En sus esfuerzos por caracterizar los ligandos EGF, los investigadores clonaron y analizaron EmEGF1 y EmNRG. Descubrieron que ambas proteínas contenían dominios EGF necesarios para unirse a sus respectivos receptores. Notablemente, EmNRG parecía ser crucial para el desarrollo del metacestodo.

Cuando los científicos redujeron EmNRG a través de la interferencia de ARN, observaron una disminución significativa tanto en la formación de vesículas de metacestodo como en la viabilidad celular general. Este resultado destacó la importancia de EmNRG en el ciclo de vida del parásito y solidificó su papel como un posible objetivo para nuevos tratamientos.

Conclusión

A través de una investigación diligente, los científicos han descubierto mucho sobre la biología de Echinococcus multilocularis. Las interacciones entre los ligandos EGF y sus receptores juegan un papel central en el crecimiento y desarrollo del parásito. Al enfocarse en estas relaciones, hay esperanza para mejores tratamientos contra esta enfermedad parasitaria.

La exploración continúa, y quién sabe-quizás el próximo gran avance vendrá de estudiar más estos caminos de señalización. La lucha contra Echinococcus puede parecer desalentadora, pero con cada descubrimiento, los investigadores se acercan un paso más a cambiar la situación. ¡Y hasta entonces, tener cuidado de evitar esos molestos huevos de tenia siempre es una jugada inteligente!

Fuente original

Título: Putative EGF ligand and receptor of Echinococcus multilocularis that are critical for parasite development

Resumen: The neglected zoonosis alveolar echinococcosis (AE) is caused by infiltrative growth of the metacestode larval stage of the cestode Echinococcus multilocularis within host organs. We previously demonstrated that metacestode growth depends on the mitotic activity of a population of parasite stem cells, called germinative cells, but it is not yet clear which molecular mechanisms govern Echinococcus stem cell dynamics such as cell-cycle progression, self-renewal and differentiation. Based on previous reports showing that epidermal growth factor (EGF) signalling contributes to Echinococcus stem cell regulation, we herein characterized three EGF receptors of the parasite and demonstrated by RNAi and inhibitor assays that one of these, EmER1, is crucial for the development of metacestode vesicles from parasite stem cells. We also showed that EmER1 serves as a target for afatinib, an EGF receptor inhibitor with profound anti-parasitic activities in vitro and in vivo. By bioinformatic analyses and membrane-bound yeast two-hybrid assays, we identified a parasite-derived, neuregulin-like cognate ligand for EmER1, EmNRG, the expression of which is strongly upregulated in metacestode vesicles during clonal expansion of germinative cells. Furthermore, we demonstrate that RNAi knockdown of the EmNRG encoding gene drastically affects the ability of germinative cells to produce metacestode vesicles. We propose that EmNRG and EmER1 form a cognate ligand-receptor system utilized by E. multilocularis to regulate asymmetric versus symmetric division decisions of stem cells. These data are relevant for further studies into Echinococcus stem cell dynamics and for the development of EGF signalling-based anti-infectives against echinococcosis.

Autores: Akito Koike, Katia Cailliau, Jérôme Vicogne, Frank Becker, Colette Dissous, Stefan Hannus, Klaus Brehm

Última actualización: Dec 21, 2024

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629808

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629808.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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