Tras casi 20 años de trabajo, investigadores de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp) han elaborado una potencial vacuna contra el hongo Paracoccidioides brasiliensis, causante de una micosis típica de Latinoamérica: la paracoccidioidomicosis, que infecta a 10 millones de individuos (el 80% de éstos se encuentra en Brasil). Pruebas efectuadas ratones y con muestras de sangre de seres humanos han revelado que una mezcla de fragmentos de una proteína extraída del propio hongo genera una respuesta inmunológica en el 75% de los casos, esto es, muy cerca del nivel deseable para una vacuna. Con la realización de nuevas pruebas, que deben demandar aún algunos años, esta vacuna se transformaría en una alternativa efectiva para la prevención de la enfermedad, e incrementaría la eficiencia de los tratamientos usuales -hechos a base de medicamentos tipo sulfa o fungicidas-, que pueden extenderse hasta por cinco años.
Otra vertiente de este trabajo, que puede resultar en nuevas formas de combate contra la enfermedad, es el estudio del genoma del P. brasiliensis. De manera independiente, pero complementaria, dos grupos -uno de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (USP), y otro integrado por investigadores de la región centro-oeste- secuenciaron 11 mil genes del hongo. Encontraron 40 genes que constituyen futuros blancos para medicamentos, pues son esenciales para la supervivencia del parásito en el organismo humano. Éstos están vinculados a la agresividad del hongo, a su capacidad de adherirse a las células del organismo hospedador (las de los pulmones, por ejemplo) o a la transformación del micelio -los filamentos multicelulares que contaminan a los seres vivos- en levadura, células que se propagan por el cuerpo.
Esta micosis causa heridas en la piel y lesiones en la boca, y puede contaminar los pulmones e infiltrarse en los huesos, en las articulaciones y en el sistema nervioso central. Se propaga especialmente entre los trabajadores rurales en áreas de ocupación reciente, como lo son los estados brasileños de Rondônia, Tocantins, Pará, Mato Grosso y Acre. Es una probable consecuencia de la deforestación y la preparación del suelo para el cultivo, que hace que aumente el número de partículas del hongo en suspensión en el aire.
Los investigadores de la Unifesp extrajeron del propio hongo los ingredientes que, en experimentos con ratones y con sangre humana, mostraron que pueden componer una posible vacuna contra la paracoccidioidomicosis. El equipo coordinado por Luiz Rodolpho Travassos verificó que pequeños fragmentos de una proteína (péptidos) de la superficie del hongo, la glicoproteína 43, o gp43, son capaces de estimular la respuesta del sistema de defensa de los roedores contra el P. brasiliensis, un buen indicador sobre lo que puede ocurrir en el organismo humano.
Rosana Puccia, había descubierto en 1986, cuando aún era alumna de doctorado de Travassos, que la gp43 accionaba el sistema inmunológico humano contra el hongo -funcionaba como un antígeno, como dicen los investigadores. La molécula entera, al margen de estimular la proliferación de linfocitos T, un tipo de célula de defensa, disparaba la producción de anticuerpos, lo que no es eficaz en el caso de esta micosis. Surgió entonces la idea de buscar un tramo de la gp43 que generase únicamente el efecto benéfico: la producción de linfocitos T.
El P10, la estrella principal
Tiempo después, los investigadores verificaron que una pequeña parte de la gp43 también despertaba la respuesta inmune -era un segmento compuesto por apenas 15 aminoácidos (los bloques que forman las proteínas) conocido por la sigla P10. En pruebas realizadas con tres linajes de ratones, el P10 estimuló la proliferación de linfocitos T contra el hongo en todos los animales. Tras inmunizar a los roedores con el péptido, Carlos Taborda, también alumno de doctorado de Travassos, inyectó en la traquea de los animales una suspensión que contenía una forma agresiva del P. brasiliensis, y observó que se daba una protección efectiva contra la infección: los pulmones no sufrían daños y el hongo no se diseminaba por el organismo. “El P10 es nuestra gran estrella”, dice Travassos.
Restaba aún saber si el P10 -u otros péptidos de la gp43- funcionaría en el hombre como una llave que se encaja en una especie de cerradura química, la molécula MHC de clase II (sigla en inglés de complejo principal de histocompatibilidad). Dicho complejo, formado por dos proteínas acopladas, reconoce a las moléculas extrañas al organismo y dispara la alarma del sistema de defensa. A fin de generar la protección deseada en poblaciones genéticamente distintas, el P10 debería ser aquello que los investigadores denominan antígeno promiscuo. Promiscuo en este caso significa que se conecta al mayor número posible de los alrededor de 300 tipos de moléculas de MHC clase II identificados en el ser humano.
Para verificar si esto ocurría, Travassos trabajó con investigadores de la Facultad de Medicina de la USP y con un programa de computadora, que analizó la compatibilidad existente entre las estructuras del P10 y las de 25 de los 300 tipos de MHC clase II. Y dio resultado: el P10 se encajaba con alta afinidad en 22 de los 25 tipos de MHC clase II analizados -otros cuatro fragmentos de la gp43 mostraron un potencial similar. Puede parecer poco, pero estos 25 son los complejos de histocompatibilidad que presenta un 90% de la población caucasoide, la mayor división étnica de la especie humana, que incluye a los pueblos originarios de Europa, el norte de África y el sudoeste de Asia, incluida la India, con características tales como el color de la piel, que varía de clara a morena, y de los cabellos, que van de los lacios a los ondulados y crespos.
Restaba saber cómo se comportarían las cinco moléculas identificadas al entrar en contacto con células del sistema de defensa humano. En esta ocasión, fue Leo Kei Iwai, de la USP, quien hizo las pruebas con los péptidos en muestras de sangre extraídas de 29 personas que ya habían hecho tratamientos contra la infección ocasionada por el P. brasiliensis, y todavía exhibían una reacción inmunológica contra el hongo. Surgió entonces un cuadro complejo: aunque todavía fuese el antígeno más eficaz, el P10 accionó a los linfocitos T específicos para el antígeno en cerca de la mitad de las muestras examinadas -una tasa de éxito menor que la exigida para la producción de una vacuna que contenga un solo péptido.
La buena noticia es que los otros péptidos funcionaron cuando el P10 falló. De acuerdo con los resultados más recientes, los cinco antígenos mezclados tienen un desempeño del 75%. “Este nivel ya es éticamente adecuado para pensarse en una vacuna”, dice Travassos. Pero aun así, es necesario todavía superar otras etapas, antes de obtener una vacuna viable para las primeras pruebas en seres humanos. La primera de éstas consiste en producir péptidos en cantidad y con un grado de pureza elevado, al margen de descubrir cuál es la formulación más eficiente para la inmunización.
Otros objetivos
Simultáneamente, el equipo de Gustavo Goldman, de la USP de Ribeirão Preto, secuenció casi 5 mil genes del P. brasiliensis. Al mismo tiempo, la red regional del Genoma centro-oeste, un consorcio integrado por 13 instituciones de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul y el Distrito Federal, descifró casi 6 mil genes, y en la edición de febrero de Yeast publicó una nómina de 18 genes más activos del hongo. De acuerdo con la coordinadora de este grupo, Maria Sueli Soares Felipe, de la UnB, una vez descontados los posibles genes repetidos, el equipo paulista y el de la red del centro-oeste mapearon casi todo el genoma del hongo, estimado en cerca de 15 mil genes.
Goldman comparó las secuencias del P. brasiliensis con 60 genes asociados a la capacidad de provocar enfermedades -o patogenicidad- del Candida albicans, el hongo causante de la candidiasis, una micosis común, que origina heridas blanquecinas en la boca y manchas rojizas en la piel. El resultado indicó que el P. brasiliensis presenta 26 genes similares a los del C. albicans, tal como se muestra en un artículo publicado en Eukaryotic Cell en febrero. “Éstos son los posibles blancos que se combatirán.”
El equipo del centro-oeste logró alterar genéticamente levaduras del P. brasiliensis, añadiendo un gen a su material genético, mediante una técnica llamada electroporación, que abre los poros de la pared celular del hongo y permite el ingreso del material genético foráneo -un procedimiento esencial para desactivar genes. El grupo llegó a la transformación genética de entre cinco y diez hongos por microgramo de ADN, y trabaja para elevar este rendimiento, de manera tal de facilitar los experimentos. “Lo que hemos logrado hasta ahora constituye un buen comienzo”, dice Maria Sueli. “Es una señal de que es posible alterar al hongo genéticamente.”
Los Proyectos
Biología Molecular e Inmunobiología de Componentes Exocelulares Purificados de Paracoccidioides brasiliensis
Modalidad
Proyecto temático
Coordinador
Luiz Rodolpho Travassos – Unifesp
Inversión
R$ 284.832,98 (FAPESP)
Caracterización Molecular de los Genes Implicados en el Proceso de Patogenicidad y Virulencia del Paracoccidioides brasiliensis
Modalidad
Proyecto temático
Coordinador
Gustavo Henrique Goldman – USP
Inversión
R$ 554.380,00 (FAPESP)
Genoma Funcional y Diferencial del Paracoccidioides brasiliensis
Modalidad
Red Genoma Centro-Oeste
Coordinadora
Maria Sueli Soares Felipe – IB/ UnB
Inversión
R$ 1.430.000,00 (MCT/ CNPq)
