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Ciencia

En la senda de la vacuna

Secuencian en Brasil el genoma de la bacteria causante de la leptospirosis, y solicitan la patente de 24 proteínas identificadas en ese trabajo

Quienes hayan leído la edición del 24 de abril de la revista inglesa Nature , una de las más influyentes publicaciones científicas, deben haber verificado que un equipo del Centro del Genoma Humano Chino, con sede en Shangai, secuenció el genoma completo de la variedad Lai de la Leptospira interrrogans, la variedad más común de la bacteria causante de la leptospirosis en dicho país. Dicha bacteria es transmitida al hombre a través de las orina de roedores y otros animales infectados con el patógeno, y es considerada como la más diseminada de las zoonosis, las enfermedades que los animales transmiten a los seres humanos, especialmente en áreas rurales de clima cálido.

Este trabajo de un grupo asiático, integrado por científicos de una nación en desarrollo, es decir, al margen del eje Europa-Estados Unidos, tenía, sin lugar a dudas, relevancia internacional. Pero, para los brasileños, la noticia más importante referente a la leptospirosis no proviene del Lejano Oriente, ni tampoco llegó a las páginas de ninguna publicación. Y hasta ahora había sido guardada en secreto.

Un equipo de investigadores del Instituto Butantan de São Paulo, trabajando discretamente en un proyecto paralelo al chino, que contó con la colaboración de colegas de la filial de la Fundación Osvaldo Cruz (Fiocruz) de Bahía y de universidades paulistas, también concluyó el secuenciamiento integral del genoma de otro linaje de la L. interrogans , denominada serovar Copenhageni, que es responsable de la mayoría de los casos humanos de la referida enfermedad en Brasil.

Investigación integrada
A decir verdad, el grupo brasileño hizo algo más que sencillamente develar la estructura molecular de un patógeno similar al mapeado por los científicos de Shangai. Dio también un paso firme para consolidar una prometedora línea de investigación, con la idea de desarrollar mejores formas de profilaxis y diagnóstico de la leptospirosis humana, el principal objetivo del proyecto. Sucede que en febrero de 2002, un año y dos meses antes de que los chinos publicaran su artículo en Nature , los científicos del Butatan pidieron en Estados Unidos la patente de 24 genes y de sus respectivas proteínas identificados en el trabajo de secuenciamiento y análisis del genoma del serovar Copenhageni, ejecutado por el AEG, la red pública de laboratorios paulistas especializada en genomas del área agronómica y ambiental.

“Estas proteínas pueden ser útiles para el desarrollo de una vacuna contra la leptospirosis humana (en la actualidad no existe ninguna) o de pruebas más eficientes para el diagnóstico de las diferentes formas serológicas de la enfermedad”, afirma Ana Lucia Tabet Oller do Nascimento, del Butantan, coordinadora del proyecto llevado a cabo con la L. interrogans , y financiado por la FAPESP. Tal hipótesis se basa en pruebas preliminares de laboratorio, que mostraron que ese grupo de 24 proteínas reacciona al contacto con el suero sanguíneo de personas o ratas infectadas con leptospirosis. La respuesta al pedido de patente, cuyos derechos son extensivos a Brasil, saldría el próximo año.

Estudio comparativo
Los investigadores del Butantan acaban de concluir un artículo científico en el que comparan los genomas de las dos variedades de L. interrogans . Muchas de las informaciones de ese trabajo, que fue presentado para su evaluación ante una gran revista internacional, y aguarda luz verde para su publicación, aún son confidenciales. Pero algunos datos generales, resultantes de esa confrontación, ya pueden difundirse. Ambas secuencias genéticas tienen casi el mismo tamaño. El serovar Lai tiene casi 4,7 millones de pares de bases (las unidades químicas que constituyen el código genético), divididos en dos cromosomas circulares, uno grande y otro pequeño. El Copenhageni presenta una estructura casi análoga, también con dos cromosomas, pero tiene cerca de 60 mil pares de bases menos que la cepa estudiada por los asiáticos.

La mayor distinción entre ambas variedades se refiere a su probable número de genes, y sus respectivas proteínas. En su estudio, los chinos contaron 4.727 genes, y un número similar de proteínas en el serovar Lai. Los brasileños, trabajando con el serovar Copenhageni, contabilizaron alrededor de 3.700 genes o proteínas. Es una diferencia considerable, para dos genomas aparentemente tan cercanos. “No creemos que haya tantas proteínas más en el Lai con relación al Copenhageni”, afirma la bioquímica Elizabeth Angélica Leme Martins, del Butantan, colaboradora en el proyecto.

“De acuerdo con nuestros análisis, este número sería mucho menor, de alrededor de 200 proteínas”. Otra contribución del equipo del Butatan, que también cuenta con la participación de Paulo Lee Ho y Luciana Leite, fue el descubrimiento de 250 nuevas proteínas de superficie en el serovar Copenhageni. Estas proteínas permanecen en la membrana de las células del patógeno y están en contacto directo con el hospedero, el hombre o el animal infectado con la L. interrogans .

Entre este grupo de proteínas, se destacó un conjunto menor, formado por 174 lipoproteínas, que pueden tener una mayor participación en el proceso de infección causado por la bacteria. “Antes de nuestro trabajo, tan solo diez lipoproteínas habían sido identificadas en la L. interrogans “, dice Ana Lucia. “Los chinos describieron pocas proteínas de ese tipo.”

En las ciudades
A diferencia del serovar Lai, típico de las anegadizas plantaciones de arroz de Asia ?el escenario de gran parte de los casos de la enfermedad en China?, la cepa Copenhageni es la principal responsable de la incidencia de la leptospirosis humana en Brasil, en donde hubo poco más de 46 mil casos confirmados entre 1987 y 2001, con una tasa anual de mortalidad de entre el 6,5% y el 20% de los infectados. En el país, en vez de ser un problema asociado al campo, esta afección tiene un carácter más bien metropolitano.

En las ciudades, las gente suele contraer la enfermedad en áreas sin saneamiento básico, con basura acumulada (que atrae a las ratas) y desagües a cielo abierto, o en la época de las inundaciones de verano, cuando ciertas vías públicas se transforman en riachos sucios, y aumenta el riesgo de contacto con agua o tierra contaminada con la orina de roedores infectados por la bacteria. Las ratas de cloacas (Rattus norvegicus ), habitantes casi tan urbanos como el hombre moderno, son las principales hospedadoras del serovar Copenhageni de la L. interrogans .

Una vez infectado, el hombre puede demorar entre 2 y 30 días para desarrollar los síntomas más comunes derivados de la presencia de la bacteria en su organismo: fiebre, dolor de cabeza, escalofríos, vómitos, náuseas y malestar generalizado. Si no es tratada con antibióticos, normalmente penicilina o doxiciclina, la L. interrogans puede afectar a los riñones y el hígado, y en casos extremos, puede ocasionar la muerte.

Como su manifestación clínica no difiere demasiado de los síntomas desencadenados por otras enfermedades conocidas, como el dengue y la fiebre amarilla, la leptospirosis es, no raramente, confundida con otras afecciones. Para llegar a un diagnóstico con un grado mínimo de confiabilidad, es necesario realizar pruebas de laboratorio con sangre u orina del paciente bajo sospecha. “A veces, aun cuando se hacen estos análisis, no se logra precisar cuál es el serovar responsable de la infección”, comenta Ana Lucia. Puede parecer un detalle el hecho de determinar el serovar de L. interrogans responsable de una infección.

Pero ésa es una falsa impresión. El conocer la variedad de la bacteria que desencadena la enfermedad en una persona ayuda a prever la evolución de la infección, visto y considerando que existen cepas más o menos agresivas, y es de vital importancia para la elaboración de una vacuna contra la enfermedad. Esto es más cierto aún en el caso de este patógeno. Existen alrededor de 250 serovares conocidos de L. interrogans , con grados variables de características comunes. La diferenciación de un tipo u otro no siempre es fácil.

Desde el punto de vista de su morfología, es decir, de su apariencia externa, vista con la ayuda de un microscopio electrónico, las variedades pueden considerarse como idénticas. Todas son finas y alargadas, con un formato en espiral, sin una pared celular rígida. “No se puede distinguir a las variedades tan solo según su morfología”, explica Elizabeth. El problema es que, si bien su constitución física no cambia de acuerdo con el serovar, otros parámetros están lejos de ser siempre iguales o semejantes en las diversas formas de la bacteria.

El grado de patogenicidad, el lugar de localización geográfica, los hospederos más comunes y las víctimas de preferencia (el hombre u otro animal, como el perro, la vaca o diversos roedores) pueden variar mucho en función de la cepa de L. interrogans . Ciertas formas de la bacteria causan leptospirosis únicamente en el hombre, por ejemplo. Otras infectan solamente a los animales, y existen incluso aquéllas que atacan a ambos. La Copenhageni y la Lai se encuentran entre las variedades más virulentas de la L. interrogans que atacan al ser humano.

En el trabajo de comparación del genoma de estas dos cepas, los investigadores del Butantan creen haber identificado dos proteínas presentes exclusivamente en la variedad secuenciada en Brasil, e involucradas en la síntesis de polisacáridos, un tipo de azúcar, que pueden facilitar el proceso de diferenciación de los serovares. “Si se confirma este dato, puede también ser importante en la comprensión de la gran variación antigénica de las Leptospiras “, prevé Ana Lucia.

Variedad brasileña
La principal implicación clínica de la gran diversidad de patógenos causantes de la leptospirosis es la existencia de múltiples antígenos asociados con la enfermedad, cada uno de éstos ligeramente diferente de los otros. Se denomina antígeno a cualquier sustancia identificada por el organismo como de origen externo o capaz de representar peligro para éste. Para defenderse de ese potencial agente agresor, normalmente una o más proteínas, el sistema inmunológico produce defensas específicas (los anticuerpos) contra el antígeno que lo amenaza. En el caso de la leptospirosis, debido al número elevado de serovares de la bacteria causante de la enfermedad, el hecho de tener anticuerpos contra una variedad de L. interrogans no necesariamente brinda protección contra las demás formas del patógeno.

En un escenario ideal, la vacuna perfecta contra la leptospirosis debería conferir protección inmunológica contra todas las formas de la bacteria, o al menos contra más diseminadas. No obstante, lo máximo que se obtiene en muchos casos es un producto más focalizado y específico, capaz de impedir la infección provocada por uno o algunos tipos de serovares, y que se muestra inocuo frente a otras formas del patógeno. Los países que investigan más a fondo la leptospirosis, que son pocos, tienden a focalizar sus trabajos en las variedades más importantes a nivel local.

Además de China y Brasil, que secuenciaron serovares distintos de L. interrogans , los australianos estudian el material genético de otra cepa de esa bacteria. “Debemos hacer nuestras propias investigaciones con el serovar Copenhageni, que es el mayor causante de leptospirosis humana en Brasil, pues nada nos asegura que una vacuna desarrollada en el exterior contra otra variedad de la bacteria pueda también sernos útil”, dice Ana Lucia. Si las pistas de los investigadores brasileños se muestran correctas, y todo transcurre dentro de lo previsto, una forma de inmunización contra esta afección puede convertirse en realidad en entre cinco y diez años. Para acelerar ese proceso, las asociaciones con la industria farmacéutica y con investigadores del área veterinaria, que también tienen interés en lograr nuevos tratamientos contra la leptospirosis, son una de las prioridades del grupo del Instituto Butantan.

EL PROYECTO
Secuenciamiento del Genoma de la Leptospira interrogans
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordinadora
Ana Lucia Tabet Oller do Nascimento ? Instituto Butantan
Inversión
R$ 776,526,85

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