Un parásito común podría transportar fármacos al cerebro: cómo los científicos están convirtiendo al Toxoplasma gondii de enemigo a amigo

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 gondii, para inyectar proteínas terapéuticas en las células cerebrales. El cerebro es muy selectivo en cuanto a lo que permite entrar, incluidos muchos fármacos, lo que limita las opciones de tratamiento para las enfermedades neurológicas.

Como un Profesor de microbiologíaHe dedicado mi carrera a encontrar formas de matar parásitos peligrosos como el toxoplasma. Me 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 conoce como 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 habitantes de la zona observaron que quienes tenían la suerte de sobrevivir a la viruela nunca 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.

Este concepto de inoculación ha dado lugar a una 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.

Por otra parte, los fármacos biológicos, como la insulina o la semaglutida, son moléculas grandes y complejas que 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 hematoencefálica. La 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

Parásitos del toxoplasma 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 sólo produce síntomas leves, pero puede ser grave en personas inmunodeprimidas y en el feto gestante.

A diferencia de la mayoría de los patógenos, el 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.

En un nuevo estudio, un equipo global de investigadores secuestraron el sistema que utiliza Toxoplasma para secretar proteínas en su célula huésped. El equipo diseñó genéticamente el Toxoplasma para crear una proteína híbrida, fusionando una de sus proteínas secretadas con 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 transportar la proteína MeCP2 Se están realizando estudios para tratar el síndrome de Rett. Si el Toxoplasma puede introducir una forma de proteína MeCP2 en las células cerebrales, podría proporcionar 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 la enfermedad de Alzheimer y la de Parkinson.

El largo camino por delante

El camino desde el laboratorio hasta la cama del paciente es largo y está lleno de obstáculos, por lo que no espere ver Toxoplasma modificado genéticamente en la clínica en un futuro próximo.

La complicación obvia del uso del Toxoplasma con fines médicos es que puede producir una infección grave y de por vida que actualmente es incurable. Infectar a alguien con Toxoplasma puede dañar sistemas orgánicos críticosincluidos el cerebro, los ojos y el corazón.

Sin embargo, hasta Un tercio de la población mundial Actualmente, los humanos son portadores de Toxoplasma en el 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 infecciones por Toxoplasma también puede 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 destruidas rápidamente por sus sistemas inmunológicos una vez inyectadas.

En algunos casos, los beneficios de utilizar el toxoplasma como sistema de administración de fármacos pueden superar los riesgos. La ingeniería genética de formas benignas de este parásito podría producir las proteínas que necesitan los pacientes sin dañar el órgano (el cerebro) que define quiénes somos.

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