Si bien los científicos han sabido durante años que los tripanosomas africanos causan la enfermedad del sueño, se les ha dejado rascándose la cabeza sobre cómo se comunican estos pequeños organismos unicelulares. Un estudio de la Universidad de Georgia, publicado el 14 de enero en la revista Celda , ayuda a resolver este misterio.
Los investigadores de la UGA descubrieron que los filamentos largos, que parecen cuentas en una cuerda, se forman brotando del flagelo de los tripanosomas africanos y luego liberan fragmentos del parásito en el huésped. Esto causa anemia e influye en el resultado de la infección que conducea la enfermedad humana africana del sueño y la enfermedad del ganado nagana.
Los investigadores de la UGA teorizan que las vesículas extracelulares, como se conoce científicamente las perlas que flotan libremente, están siendo utilizadas por el parásito para comunicarse entre sí y con el cuerpo del huésped. Incluso antes de explotar en vesículas, los nanotubos se extienden desdeel flagelo ayuda a los parásitos unicelulares a comunicarse entre sí. La anemia severa causada por los parásitos puede ser un efecto secundario accidental de las vesículas extracelulares que se fusionan con los glóbulos rojos del huésped.
Hubo 6.314 nuevos casos de enfermedad del sueño africana en 2013. La enfermedad, mortal si no se trata, amenaza anualmente a millones de personas en los 36 países del África subsahariana donde vive la mosca tsetsé transmisora de parásitos, según World HealthOrganización.
Los hallazgos de la investigación proporcionan otra pista sobre cómo los tripanosomas africanos infectan a los humanos. También puede conducir a mejores terapias para combatir la enfermedad del sueño; los medicamentos actuales utilizados para combatir la enfermedad han mejorado en la última década, pero aún incluyen un antiguo medicamento a base de arsénico quemata entre el 5 y el 10 por ciento de las personas que reciben tratamiento, dijo el autor principal del estudio Stephen Hajduk, profesor de bioquímica y biología molecular en la Facultad de Artes y Ciencias Franklin de la UGA.
El parásito también causa grandes pérdidas económicas al infectar y matar entre 5 millones y 7 millones de ganado cada año a través de nagana, dijo.
La investigación sobre los nanotubos de tripanosoma y las vesículas extracelulares comenzó como un proyecto paralelo en el laboratorio de Hajduk hace aproximadamente dos años. Como el autor principal del estudio, Tony Szempruch, pasó más tiempo mirando al microscopio, el pequeño y ondulante organismo reveló su potencial de comunicación celular.
"Lo que ves aquí", dijo, señalando el flagelo, "es que puedes obtener esa síntesis del nanotubo, pero luego se descompondrá rápidamente en lo que parecen ser vesículas libres que flotan desenfocadas".
Szempruch, un estudiante de doctorado en el departamento de bioquímica y biología molecular, desarrolló una reconstrucción en 3-D de los nanotubos que brotan en la membrana del flagelo. Luego pudo observar la relación del flagelo, los nanotubos y las vesículas extracelulares.
"Todo el proyecto se desarrolló a partir de nuestro interés en cómo los tripanosomas interactúan entre sí", dijo Hajduk. "Tradicionalmente, la gente no pensaba en un organismo unicelular que necesita comunicarse entre sí. Pero se ha vuelto más y másmás claro que lo hacen
"En realidad son capaces de sentir cuando están en un cierto nivel en el huésped mamífero en el torrente sanguíneo y luego pueden responder a eso de alguna manera. Como resultado, mucho de esto se combinó al observaren estas vesículas extracelulares que hemos identificado "
Hajduk notó por primera vez los nanotubos en 1978 cuando era un estudiante de doctorado en la Universidad de Glasgow, y fueron notados por primera vez en una publicación científica en 1912.
"Incluso entonces, vimos que muchas de estas extensiones salían del extremo posterior de la celda", dijo. "Creo que todos las han visto y, hasta ahora, todas las han ignorado. El mundo parasitario -y el mundo del tripanosoma, se ha quedado atrás ".
Sus hallazgos, que los nanotubos y las vesículas son una parte importante del proceso de comunicación, muestran que las vesículas extracelulares contribuyen a la complejidad de la tripanosomiasis africana a través de la transferencia de factores de virulencia entre parásitos y la interacción inadvertida con las células huésped, que tiene unaefecto profundo sobre la enfermedad, señala el estudio.
Se necesita más investigación sobre nanotubos en particular, dijeron Hajduk y Szempruch. También hay un gran interés en usar las estructuras para diagnósticos no invasivos y para uso terapéutico dirigido.
"Todo el asunto de la señalización, la gente está muy entusiasmada con eso", dijo Hajduk, "ya sea enfermedad infecciosa o cáncer o desarrollo terapéutico específico" para tratar la enfermedad del sueño.
"El hecho de que estas vesículas se fusionen con otras células huésped presenta un objetivo interesante para un enfoque terapéutico", dijo Szempruch. "Quizás el tratamiento no mataría al parásito, pero detendría la patología grave asociada con la infección del parásito".
Los coautores del estudio UGA incluyeron a Steven Sykes, Rudo Kieft, Lauren Dennison, Allison Becker, Anzio Gartrell y William Martin, con John Harrington como co-autor corresponsal, así como Ernesto Nakayasu en el Pacific Northwest National Laboratory e Igor Almeida enla Universidad de Texas
El estudio, "Las vesículas extracelulares de Trypanosoma brucei median la transferencia del factor de virulencia y causan anemia del huésped", fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud con los números de subvención AI039033, AI060546 y 2G12MD007592.
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Materiales proporcionado por Universidad de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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