Latinstock/ Moredun Animal Health LTD/ Science Photo Library/ SPL DCEjemplares del protozoario Toxoplasma gondii (en magenta) en una célula del hígadoLatinstock/ Moredun Animal Health LTD/ Science Photo Library/ SPL DC
Científicos de Minas Gerais identificaron un posible mecanismo de reacción en el organismo de roedores ante los ataques del protozoario Toxoplasma gondii, causante de la toxoplasmosis. Bajo la coordinación del inmunólogo Ricardo Gazzinelli, verificaron que la respuesta eficiente del sistema de defensa de los ratones frente a la infección por toxoplasma depende de la actividad mancomunada de cuatro proteínas producidas por células dendríticas, las primeras células del sistema inmunológico que entran en contacto con el parásito.
Esas cuatro proteínas pertenecen a la familia de los toll-like receptors (TLRs), moléculas expresadas por las células de defensa que identifican segmentos de microorganismos invasores. Las mismas componen un mecanismo primordial de protección bastante preservado desde el punto de vista evolutivo: se lo encuentra en peces, aves y mamíferos. “Esos receptores son muy específicos en el reconocimiento de moléculas asociadas con agentes infecciosos que amenazan la supervivencia de los organismos huéspedes”, explica Gazzinelli, investigador del Centro de Investigaciones René Rachou de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz), en Minas Gerais.
Dos de esas proteínas, la TLR-7 y la TLR-9, ya eran bastante conocidas por los inmunólogos. Ellas detectan diferentes microorganismos al reconocer segmentos de su material genético. En 2013, Gazzinelli y Warrison Andrade, por entonces su alumno de doctorado en la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), comprobaron que esas proteínas actúan en conjunto con otras dos más selectivas pertenecientes al mismo grupo: la TLR-11 y la TLR-12. Esos receptores, hasta ahora sólo hallados en roedores, los principales huéspedes intermedios del toxoplasma, detectan la profilina, una proteína esencial para la motilidad del protozoario y su capacidad de invadir las células del huésped, en cuyo interior se multiplica. Siempre que identifican a la profilina, los toll-like receptors 11 y 12 inician una reacción en cadena que deriva en la producción de las proteínas immunity-related GTPase, o IRGs, que destruyen las vesículas donde se alojan los protozoarios.
La existencia de proteínas especializadas en la identificación del toxoplasma constituye para los investigadores una evidencia de cómo la exposición al protozoario durante milenios podría haber colaborado para modelar el sistema de defensa del huésped, de manera tal que ambos coexistan en relativa armonía. Los genes que codifican las TLR-11 y 12, surgidos a partir de mutaciones en el material genético del huésped, permitieron que los roedores sobrevivan a la infección por toxoplasma, al eliminar la mayor parte de los parásitos. Y no ha sido del todo malo para el protozoario, que no resulta eliminado por completo.
“Ese equilibrio evita que el toxoplasma mate a su huésped intermedio y hace que aumenten las posibilidades de que el parásito migre hacia el organismo de gatos y otros felinos, sus huéspedes definitivos”, explica Gazzinelli. La evolución de las proteínas TLR ocurrió en un lapso de millones de años. Cada una de las proteínas actuales de esa familia cumple una función similar, pero con especificidades distintas. “Cada proteína de la familia TLR reconoce una molécula específica y bien preservada de los microorganismos patógenos”, relata el investigador. “Como desempeñan una función importante en el combate a los microorganismos invasores, se tornaron altamente conservadas”. En el caso del toxoplasma, el reconocimiento de la profilina por las TLR-11 y 12 de los roedores generó un equilibrio estable entre el parásito y su huésped.
Manipulación y supervivencia
Al infectar a los roedores, el toxoplasma se ve cercado por células de defensa, que eliminan la mayor parte de los parásitos. Los supervivientes se instalan bajo la forma de quistes, generalmente en los músculos y en el cerebro de los huéspedes. Estudios recientes sugieren que, en el cerebro, el parásito altera el comportamiento de roedores, provocando una pérdida del temor a los gatos. Según los investigadores, ésta es una especie de manipulación por medio de la cual el toxoplasma aumenta sus posibilidades de perpetuarse, puesto que sólo completa su ciclo reproductivo en el intestino de los felinos.
En tanto, la evolución de las proteínas IRGs sigue un modelo distinto, basado en un equilibrio inestable, en el cual el huésped desarrolla mecanismos de defensa más eficientes contra el parásito al mismo tiempo que el protozoario perfecciona su capacidad para escapar de la respuesta inmunitaria. Experimentos realizados por investigadores de Alemania y Portugal revelaron un ejemplo de esa competencia, que conduce a un proceso evolutivo más rápido. Linajes más agresivos del toxoplasma neutralizan la acción de las proteínas IRGs, que deberían destruirlas. Pero, por alguna razón aún desconocida, esa neutralización sólo ocurre en los ratones criados en laboratorio. Las cepas más agresivas del protozoario no interrumpen la actividad de esas proteínas en roedores silvestres, que poseen mayor diversidad de IRGs.
No se sabe por qué muchas especies no cuentan con los genes de las IRGs. Una hipótesis plantea que, el mantenimiento de un sistema de IRGs eficientes sería costoso para el huésped, razón por la cual habrían desaparecido en varios vertebrados.
Lo más interesante, según Gazzinelli, es que esa evolución combinada de estrategias de ataque y defensa resulta fundamental para que ambos organismos sean exitosos en la naturaleza. Este fenómeno, la coevolución, ocurre por la presión selectiva a la cual tanto el parásito como el huésped se encuentran sometidos. “En términos prácticos”, dice el investigador, “el toxoplasma evoluciona para infectar al huésped, mientras que el huésped evoluciona para neutralizar las adaptaciones del protozoo”. A ese proceso se lo conoce como coevolución Reina Roja, que alude al libro de Lewis Carrol, Alicia a través del espejo. En el mismo, la reina le dice a Alicia: “Aquí es necesario correr todo cuanto se pueda para permanecer en el mismo sitio”.
El protozoario puede invadir el organismo humano a través del consumo de agua y alimentos (generalmente carne cruda o poco cocida) contaminados con huevos del parásito. Se estima que la mitad de la población brasileña ‒y un tercio de la población mundial‒ se encuentra infectada. El protozoario, que se dispersa por medio de las heces de los animales domésticos, asume su forma activa en el organismo de individuos con el sistema inmunitario debilitado y en embarazadas, pudiendo contaminar al feto e incluso matarlo. Pese a ello, se considera al ser humano un huésped accidental.
Hasta donde se sabe, las células de defensa de los seres humanos y de otros mamíferos no producen los dos receptores que refuerzan las barreras de los roedores contra el toxoplasma. “Los seres humanos”, dice Gazzinelli, “podrían haber desarrollado otros receptores que propiciarían el control del protozoario”.
Artículos científicos
GAZZINELLI, R. T. et al. Innate sensing of Toxoplasma gondii: an evolutionary tale of mice, cats and men. Cell Host & Microbe. v. 15, n. 2, p. 132-38. feb. 2014.
ANDRADE, W. A. et al. Combined action of nucleic acid-sensing Toll-like Receptors and TLR11/TLR12 heterodimers Imparts resistance to Toxoplasma gondii in mice. Cell Host & Microbe, v. 13, n. 1, p. 42-53. ene. 2013.
