Malaria y el parásito Plasmodium: Una amenaza oculta

La pandemia de coronavirus ha estado en las noticias por varios años, pero también deberíamos prestar atención a la malaria humana, que afecta a millones cada año. La malaria es causada por un parásito llamado Plasmodium, siendo Plasmodium falciparum el más mortal. Este parásito afecta principalmente a niños y a personas con sistemas inmunológicos débiles, como mujeres embarazadas y ancianos, sobre todo en regiones como el África subsahariana y el sudeste asiático. En 2022, la malaria fue responsable de alrededor de 608,000 muertes.

#El parásito Plasmodium

Cinco tipos de Plasmodium pueden infectar a los humanos, pero el P. Falciparum es el más peligroso. Este parásito tiene tácticas astutas para evadir las defensas inmunes del cuerpo. Lo hace adhiriéndose a los vasos sanguíneos, lo que puede causar problemas en varios órganos, incluido el cerebro. Para combatir la malaria de manera efectiva, necesitamos aprender más sobre cómo este parásito evita ser detectado y se replica dentro del cuerpo. Al hacerlo, podemos encontrar nuevas formas de tratar la malaria.

#Cómo el P. falciparum evade el sistema inmunológico

Una forma en que el P. falciparum elude la respuesta inmune es cambiando las proteínas en la superficie de los glóbulos rojos infectados. Este proceso involucra un grupo de genes llamado familia de genes var, que produce una proteína conocida como PfEMP-1. Las investigaciones han demostrado que la expresión de estos genes puede ser influenciada por cambios epigenéticos, que son modificaciones en el ADN y las proteínas que afectan cómo se activan o desactivan los genes.

En el P. falciparum, los genes de virulencia están organizados de una manera especial dentro del núcleo de la célula, con ciertos marcadores que indican que estos genes suelen estar inactivos. El PfEMP1 se mueve a la superficie de los glóbulos rojos infectados, ayudándoles a adherirse al revestimiento de los vasos sanguíneos. Hay alrededor de 60 genes en la familia var, pero solo uno de ellos está activo a la vez. El parásito puede cambiar cuál gen usa, lo que le ayuda a evitar ser reconocido por el sistema inmune.

#El proceso de cambio

Cuando el parásito cambia qué gen var expresa, lo hace a una tasa del 2-18% por generación. Este cambio rápido dificulta que el cuerpo monte una defensa contra la infección. Los investigadores creen que durante este proceso, puede haber un estado en el que ningún gen var es dominante, y en su lugar, varios genes se están expresando a niveles bajos. Esto ha sido respaldado por estudios científicos recientes.

El gen var2csa es particularmente importante porque se encuentra en muchas cepas del parásito y es responsable de complicaciones graves durante el embarazo. Cuando el parásito infecta a mujeres embarazadas, puede adherirse a la placenta, causando problemas tanto para la madre como para el bebé. Aunque este gen está principalmente activo durante el embarazo, todavía puede expresarse a niveles bajos en personas no embarazadas, lo que sugiere que podría tener otros roles.

#Regulación genética en parásitos de malaria

Los investigadores han avanzado en entender cómo se activan y desactivan los genes var, pero todavía no está claro exactamente cómo funciona este proceso. Algunos genes var son más importantes que otros, y dónde están ubicados en el cromosoma influye en con qué frecuencia se activan. Los genes que están ubicados hacia los extremos de los cromosomas tienden a activarse más frecuentemente en respuesta a presiones ambientales, mientras que los que están en el centro suelen ser más estables.

Al manipular ciertos marcadores asociados con la expresión génica, los científicos han descubierto que el gen var2csa parece ocupar una posición significativa entre los genes var. Eliminar este gen resulta en menos cambios y una expresión constante de otros genes var a lo largo del tiempo. Esto sugiere que el var2csa juega un papel vital en regular cómo operan los otros genes var.

#Impacto de la eliminación de var2csa

Cuando los científicos estudiaron los efectos de eliminar el gen var2csa, encontraron cambios significativos en la expresión de los otros genes var. Usando una técnica de edición genética llamada CRISPR, los investigadores eliminaron el locus var2csa y examinaron las consecuencias. Descubrieron que la expresión general de los genes var disminuyó, lo que indica que el var2csa es necesario para mantener niveles de expresión adecuados de los otros genes var.

Descubrieron que eliminar var2csa resultó en un menor número de transcritos var, que son los mensajes que llevan instrucciones para hacer proteínas. Esto sugiere que quitar var2csa no solo impide su propia expresión, sino que también afecta a toda la familia de genes var. Este cambio lleva a una expresión más controlada a nivel de transcripción.

#Investigando la estructura de la cromatina

Para entender los posibles cambios en la estructura de la cromatina causados por la eliminación de var2csa, los investigadores examinaron el papel de marcadores específicos asociados con la regulación génica. Realizaron varios experimentos para ver cómo las características estructurales de la cromatina, que contiene el ADN dentro de la célula, se alteraron. Sus resultados mostraron que la eliminación de var2csa llevó a un aumento de la unión de marcadores represores en regiones del ADN relacionadas con los genes var.

También llevaron a cabo experimentos para analizar la estructura tridimensional de la cromatina. Esta investigación reveló que ciertas regiones de la cromatina se volvieron más compactas, y las interacciones entre diferentes regiones del ADN cambiaron. Tales alteraciones en la estructura de la cromatina pueden afectar cómo se expresan los genes, ya que el ADN compactado es menos accesible para la maquinaria que lee y expresa los genes.

#Conclusión

En resumen, el estudio de la malaria y las formas en que el parásito evade el sistema inmune es vital para desarrollar nuevas estrategias para combatir esta enfermedad mortal. La familia de genes var, especialmente el gen var2csa, juega un papel central en la capacidad del parásito para adaptarse y sobrevivir dentro del huésped. Entender cómo se regulan estos genes y cómo su expresión puede ser influenciada por cambios en la estructura de la cromatina será crucial en la lucha contra la malaria. Se necesita más investigación para aclarar las complejas interacciones entre los genes, sus elementos reguladores, y las características estructurales de la cromatina para desentrañar completamente los mecanismos detrás de la persistencia de la malaria y su impacto en la salud global.