DR GOPAL MURT/SCIENCE PHOTO LIBRARY/SPL DC/ LATINSTOCKCuando el parásito microscópico que causa la malaria invade la sangre de una persona, ataca y destruye los glóbulos rojos, causando anemia. Las células dañadas se adhieren a las paredes de los vasos y, en los casos más graves, pueden obstruir el flujo sanguíneo y ocasionar daños al cerebro. En respuesta, el sistema inmunológico es activado y completa el cuadro de síntomas con fiebre, dolores musculares, fuertes temblores e incluso convulsiones. Esta enfermedad, uno de los mayores desafíos para la salud pública, que infecta a alrededor de 250 millones de personas en el mundo anualmente, no es conocida totalmente todavía en los seres humanos. Una medida de ese desconocimiento es el descubrimiento realizado por el grupo del inmunólogo Ricardo Gazzinelli, del Centro de Investigaciones René Rachou, de Minas Gerais: el sistema inmunológico tiene una respuesta exacerbada a este parásito, el plasmodio. Precisamente al contrario de lo que se pensaba. Los resultados indican también que drogas que controlen esta reacción inflamatoria excesiva -actualmente fuera del arsenal de los médicos contra la malaria- pueden ser aliadas valiosas contra la enfermedad.
Las expectativas acerca de cómo reaccionaría el sistema inmunológico a la infección eran producto de lo que se sabe al respecto de la septicemia bacteriana, un cuadro de infección e inflamación generalizada considerado similar a la malaria en diversos aspectos. En los casos extremos, el sistema inmunológico entra en lo que los expertos llaman “parálisis inmune”, un estado en que las células de defensa dejan de reaccionar, de manera similar a un músculo que se contrae a punto tal de impedir los movimientos. Las sospechosas de comandar este proceso son proteínas protagonistas de la respuesta inmune innata, los receptores conocidos como TLR, abreviación del inglés toll-like receptors. En la membrana de las células de defensa, las TLR tienen la función de reconocer microorganismos invasores y enviar señales a otras células que participan de la reacción inflamatoria que ayuda a combatir a infección.
En un artículo publicado en abril en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), el grupo de Gazzinelli muestra lo que sucedió cuando cultivaron células de pacientes con infección aguda por Plasmodium falciparum, causante de la forma más letal de la malaria, en presencia de compuestos que activan los TLR o agonistas. “Esperábamos observar una tolerancia de las células a los agonistas de esos receptores”, comenta el investigador, una expectativa coherente con la hipótesis de parálisis inmune. Pero lo que observaron fue lo opuesto: “En la fase aguda de la malaria, la respuesta de los TLR al agresor estaba superaumentada, y detectamos niveles circulantes sumamente elevados de mediadores inflamatorios, como varias citocinas”.
Como parte de una colaboración con el parasitólogo Luiz Hildebrando Pereira da Silva, las células provenían de 57 pacientes atendidos en la clínica de malaria del Centro de Investigaciones en Medicina Tropical de Rondônia, en Porto Velho -que ahora es un brazo de la Fundación Oswaldo Cruz, como el René Rachou. Pese a ser sorprendente, el equipo no tuvo dudas sobre el hallazgo. “El resultado era muy reproductible entre los pacientes”, explica Gazzinelli, “lo que demostró que la comprensión inicial era incorrecta”. Al medir en la sangre el tenor de sustancias inflamatorias, las citocinas, el grupo vio también que, cuando los pacientes eran tratados y curados de los parásitos, esta respuesta inmunológica e inflamatoria volvía a un umbral normalmente bajo.
El paso siguiente consistió en entender de qué modo es orquestada la estrategia de defensa contra la malaria por los genes del paciente. Para ello, el grupo de Gazzinelli usó microarreglos, chips en que pudieran analizarse al mismo tiempo el nivel de actividad de 20 mil genes por paciente, antes y después del tratamiento. Y descubrieron en las personas infectadas con malaria una expresión mayor de los genes que controlan la expresión de los receptores toll-like. Más que eso, vieron que esta actividad genética es inducida por una citocina llamada interferón-gama (γ).
Durante la investigación, que rindió el doctorado a Bernardo Franklin bajo la dirección de Gazzinelli, el grupo también infectó ratones con Plasmodium chabaudi, la especie de parásito causante de la versión de la malaria que acomete a los roedores. Al analizar las células del baso de los ratones siete días después de la infección, los investigadores verificaron una producción de interferón-gama 20 veces mayor en relación con los ratones que no contrajeron malaria -un resultado muy similar al detectado en la sangre de los pacientes humanos. Finalmente, valiéndose ratones genéticamente modificados, el estudio caracterizó la secuencia de eventos que desencadena la respuesta exagerada del sistema inmunológico. Cuando el parásitos entra en la sangre, activa uno de los tipos de receptor toll-like, los TLR-9, que a su vez inducen a los linfocitos T -una de las células de defensa- a producir el interferón-gama. Esta sustancia transmite a las células inmunes una señal para expresar los genes de otras variedades de TLR, haciendo el sistema de defensa responder fuertemente al plasmodio.
Los próximos pasos
Pero la cosa no termina ahí. En busca de tomar el control de la enfermedad, el inmunólogo de Minas Gerais seleccionó los genes más activos en pacientes con la fiebre de la malaria y con base en ellos espera desarrollar marcadores biológicos que permitan prever la resistencia o la susceptibilidad de cada persona a la malaria. En la otra vertiente del proyecto, el estudio de la malaria en roedores puede revelar estrategias destinadas a bloquear la activación excesiva del sistema inmunológico ante la enfermedad. Por ahora, los resultados indican que drogas con actividad antiinflamatoria que interfieran con la vía de señalización de los receptores toll-like pueden ser potentes aliados en la lucha contra la malaria. Antiinflamatorios de este tipo aún no se encuentran en el mercado, pero algunos compuestos ya se encuentran en fase de ensayos preclínicos y clínicos.
La posibilidad de recurrir a antiinflamatorios es una diferencia más entre la enfermedad causada por el plasmodio y la septicemia, que es también caracterizada por una reacción inflamatoria exacerbada. Pero en el caso de la septicemia, sin esa inflamación, la invasión bacteriana que dio origen al problema puede salir victoriosa (lea en Pesquisa FAPESP nº 146). En tanto, en la malaria, Gazzinelli y Franklin mostraron en un artículo publicado en 2007 en Microbes and Infection que en ratones la reacción causada por los receptores toll-like no es importante para controlar la infección por el plasmodio. De esta manera, aunque no curen la malaria, estos medicamentos pueden ayudar a evitar los síntomas de la enfermedad.
Artículos científicos
FRANKLIN, B.S. et al. Malaria primes the innate immune response due to interferon-γ induced enhancement of toll-like receptor expression and function. PNAS. v. 106, n. 14, p. 5.789-5.794. abr. 2009.
FRANKLIN, B.S. et al. MyD88-dependent activation of dendritic cells and CD4+ T lymphocytes mediate symptoms, but is not required for the immunological control of parasites during rodent malaria. Microbes and Infection. v. 9, p. 881-890. jun. 2007.
