En medio de tantas posibilidades brindadas por la biotecnología, investigadores del Centro de Biología Molecular e Ingeniería Genética (CBMEG) de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) lograron dar un gran paso hacia la formulación de un nuevo medicamento para el tratamiento de la coccidiosis aviaria, una enfermedad que provoca infección intestinal, debilidad y pérdida de peso en los pollos. Los investigadores identificaran en una pequeña proteína (péptido) el camino hacia una nueva terapia en el combate contra los protozoos (Eimeria spp.) causantes de la enfermedad. La importancia de este descubrimiento está directamente ligada a las pérdidas anuales ocasionadas por la coccidiosis a los avicultores brasileños: 20 millones de dólares. Una parte de esas pérdidas es ocasionada por el gasto con los medicamentos anticoccidianos actuales, que están perdiendo la guerra contra el protozoo, generando individuos resistentes a las drogas.
La idea inicial de los investigadores, coordinados por el profesor Adilson Leite, es crear una variedad de maíz transgénico que incorpore al péptido en sus semillas e se integre a la alimentación básica de las aves. Este tratamiento ya ha suscitado el interés de dos empresas multinacionales -una estadounidense y otra canadiense-, que analizan la posibilidad de dar prosecución a los estudios. El conocimiento de los investigadores se resguarda en un pedido de patente depositado tanto en Estados Unidos como en Europa y Brasil. Dicha patente, financiada por la FAPESP a través del Núcleo de Patentes y Licencias de Tecnología (Nuplitec), vale para el propio péptido, para sus variantes y también para el método de identificación.
Para Leite, una de las claves del éxito consistió en estudiar en detalle el ciclo de desarrollo del protozoario Eimeria acervulina, una de las siete especies causantes de la coccidiosis, incluso para que se pudiera determinar la etapa más vulnerable a los posibles tratamientos. Para dicho trabajo, el equipo del CBMEG contó con la colaboración de la profesora Urara Kawazoe, encargada del Laboratorio de Coccidiosis Aviaria del Departamento de Parasitología del Instituto de Biología (IB) de la Unicamp. Los investigadores sabían que la transmisión de la enfermedad se produce cuando las gallinas, picoteando en el suelo, ingieren oocistos (el “huevo” de protozoo envuelto en dos resistentes capas de protección) de Eimeria, eliminados junto con los excrementos por las aves enfermas.
La invasión del parásito
En la molleja del animal, luego de ser ingerido, el oocisto es partido, y se rompe la primera capa. Posteriormente, a causa de la acción de las enzimas de la digestión, las formas invasivas del parásito, denominadas esporozoitos, son desprovistas de la segunda capa. Esto sucede en el intestino del ave, tras su paso por el estómago. En la etapa final, el parásito primero se adhiere, y luego invade las células de la superficie interna del intestino, pasando a usarlas como un nuevo escudo contra el sistema inmunológico de los animales.
“La fase en la que el parásito es más vulnerable es en el momento en que los esporozoitos son liberados. Allí éste no tiene protección. En ese punto debíamos actuar”, explica Arnaldo da Silva Junior, también investigador del CBMEG. Cuando desembarcan en el intestino, los esporozoitos de Eimeria reconocen el local y secretan proteínas de adhesión. Si el grupo de la Unicamp lograse identificar péptidos que bloqueasen la acción de esas proteínas de reconocimiento o de adhesión, evitaría la invasión de las células y daría un gran paso en dirección hacia una nueva posibilidad de tratamiento para la enfermedad.
Para encontrar los posibles péptidos de combate, el equipo optó por un método de selección llamado phage display. Los investigadores utilizaron un virus que infecta a la bacteria Escherichia coli -llamado bacteriófago M13- que funcionó como una biblioteca de péptidos. El organismo presentaba péptidos en una de sus proteínas que involucraban todas las combinaciones y arreglos de secuencias que los investigadores necesitaban. “Eran 20 aminoácidos en 12 posiciones diferentes, lo que genera un número astronómico de informaciones. Todo lo que queríamos estaba allí”, asegura Silva Junior.
En el laboratorio, los esporozoitos fueron colocados en contacto con los bacteriófagos M13 en repetidas oportunidades. Luego de ese proceso, aquellos virus que contenían péptidos que presentaron afinidad con los esporozoitos de Eimeria fueron separados e identificados. “Eran los mejores entre los mejores”, dice Silva Junior. Al final, los investigadores notaron que la selección convergió hacia un único péptído, que cuando fue probado, presentó una actividad anticoccidiana. Dicho péptido, llamado PW2, fue sintetizado químicamente e incubado con los parásitos en laboratorio, para probar su eficacia. La representación gráfica de la estructura tridimensional de la molécula, que permitirá futuros estudios para el desarrollo del nuevo medicamento, fue construida por el Centro Nacional de Resonancia Magnética Nuclear de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ).
En pequeñas concentraciones, el PW2 logró bloquear en un 70% la invasión de los protozoarios en las células del intestino de los pollos. Y más aún: se verificó que el péptido provoca alteraciones en la permeabilidad de la membrana del parásito. Esto hace que los investigadores trabajen con la hipótesis de que, aun cuando el 30% restante logre llegar a la superficie del intestino de las aves, probablemente fallará en su intento de proseguir su ciclo. Durante los estudios, el PW2 fue probado contra dos especies del protozoo, que son las más frecuentes en Brasil: la Eimeria acervulina y la Eimeria tenella. Existen otros cinco tipos que no fueron evaluados, ya que no son tan representativos. Pero los investigadores creen que el efecto benéfico sería el mismo.
Gen en el maíz
Las nuevas etapas de los estudios son las pruebas con aves vivas y la creación de un maíz que porte en su código genético el péptido anticoccidiano PW2. La tecnología para la obtención de esa variedad es conocida desde hace mucho tiempo por el grupo de la Unicamp (lea Pesquisa FAPESP nº 49 – diciembre/ 1999 –“Maíz productor de hormonas”). “Basta introducir una secuencia de ADN, llamada casete de expresión, que contenga el gen de interés, en la semilla del cereal”, resume Leite. La idea trae aparejada otra gran ventaja: por añadidura y sin querer, los investigadores constataron que el péptido descubierto es también eficaz para inhibir la acción de algunos hongos, entre éstos los del género Aspergillus, precisamente aquéllos que provocan moho en el maíz almacenado. “Ganaremos en las dos puntas”, completa el coordinador de los estudios.
Y estas novedades llegan en buen momento. La incidencia de la coccidiosis aviaria en Brasil está registrando una curva creciente. Luego de estacionarse en menos de un 10% en la década del 80, en virtud de los medicamentos, volvió a subir y llegó al 40% en la década del 90, pues el protozoario se volvió resistente a los remedios en uso. La coccidiosis es una enfermedad mórbida, es decir que en muchos casos, sus síntomas son notados solamente a la hora de la faena, cuando ya no hay nada que hacer. La dolencia no mata a los pollos, pero al provocarles una infección intestinal, hace que éstos pierdan su capacidad de transformar el alimento consumido en peso. Por lo tanto, el descubrimiento del PW2 puede representar una nueva etapa en el combate contra la coccidiosis aviaria. Puede incluso disminuir los costos de la avicultura, pues el remedio preventivo ya estaría incorporado al propio alimento balanceado.
EL PROYECTO
Pedido de Patente para un Nuevo Método de Selección de Péptidos Antimicrobianos ydel Péptido Anticoccidiano PW2
Modalidad
Programa de Apoyo a la Propiedad Intelectual
Coordinador
Adilson Leite – Unicamp
Inversión
R$ 65.044,05
