Rafael Polidoro/ UFMG
Parásitos cuyo ADN aparece como puntos azules infestan células y, en un estadio posterior (rojo), se preparan para salir de las células huéspedRafael Polidoro/ UFMGCuando el sistema de defensa humano recibe el aviso de una infección por parásitos, tales como los causantes de la enfermedad de Chagas, la leishmaniasis y la toxoplasmosis, una operación altamente eficiente impide que los microorganismos se propaguen dentro de las células y se dispersen por el organismo. El mecanismo de ataque a esos parásitos intracelulares ha sido ahora develado, de acuerdo con un artículo publicado en enero en el sitio web de la revista Nature Medicine. “Ese conocimiento puede ayudarnos a pensar en vacunas más eficientes en la inducción de los linfocitos del tipo TCD8, un problema en inmunología”, dice el inmunólogo Ricardo Gazzinelli, del Centro de Investigaciones René Rachou, brazo de la Fundación Oswaldo Cruz en Minas Gerais, y coordinador del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Vacunas (INCTV).
Es sabido que los linfocitos citotóxicos detectan y combaten a los patógenos que residen en las células, en tanto que los anticuerpos vigilan el ambiente ubicado fuera de ellas. Pero hasta ahora no se sabía claramente de qué manera actuaban los linfocitos TCD8 en el combate contra protozoos y bacterias. “Son importantes contra los virus”, explica Gazzinelli, “porque destruyen a las célula infectadas, de las cuales éstos dependen para proliferar”. Sucede que las bacterias y los parásitos son organismos autónomos y, de permanecer libres en el medio extracelular, una vez muertas las células huésped, se encuentran aptos para infectar a otras células. El investigador de Minas Gerais, experto en las relaciones entre el sistema inmunológico humano y los parásitos causantes de enfermedades (lea en Pesquisa FAPESP, ediciones nºs 160, 164 y 221), pasó el año académico de 2013-2014 en Estados Unidos, merced a una beca como profesor visitante, en la cátedra Capes/ Centro David Rockefeller para Estudios Latinoamericanos de la Universidad Harvard, a la cual se hizo acreedor. De entrada, tras presentar su trabajo en una conferencia, fue consultado por la física y médica Judy Lieberman, cuyo laboratorio investiga los mecanismos moleculares a través de los cuales los linfocitos citotóxicos destruyen células infectadas con virus y bacterias. “¿Funciona de la misma manera para protozoarios?”, le preguntó la investigadora.
Empezó así una colaboración dinámica que también comprendió al médico Farokh Dotiwala, del laboratorio de Lieberman, y al biólogo Rafael Polidoro, entonces estudiante de doctorado que acompañó a Gazzinelli a Harvard. El primer resultado fue la descripción del mecanismo que destruye a los parásitos intracelulares: la microptosis. Este término se inspira en la apoptosis, la muerte celular, por ser aparentemente muy similares: se forman burbujas en la membrana celular, las mitocondrias quedan dilatadas, el ADN es dañado y la cromatina, que contiene el material genético, aparece condensada. Lo que diferencia a ambas muertes son los actores. En el caso de la apoptosis, los linfocitos reconocen a las células infectadas mediante marcadores que el sistema de defensa presenta y que liberan minúsculas bolsas o gránulos que contienen una proteína que perfora la membrana: es la perforina, y también una enzima llamada graenzima. Ésta entra en las células y degrada proteínas relevantes para la homeostasis, desencadenando la muerte celular.
Gazzinelli, Lieberman y sus colaboradores demostraron que los linfocitos TCD8 humanos (no así los de roedores) liberan también una sustancia antimicrobiana llamada granulisina, que ingresa en las células infectadas y es atraída por membranas con bajo tenor de colesterol: las de los parásitos. La granulisina agujerea las membranas de los parásitos y de las bacterias invasoras y permite la entrada de la graenzima, que genera compuestos sumamente reactivos a base de oxígeno (los radicales libres) y desactiva los mecanismos de defensa del microorganismo contra el estrés oxidativo. Estos procesos oxidativos, en la mayoría de los casos, eliminan al parásito. Cuando se examina ese ataque en el microscopio, la apariencia es muy similar a la de la apoptosis. Pero distinciones químicas inherentes al organismo –la apoptosis depende de enzimas llamadas caspasas, que no existen en los protozoarios– y los actores distintos (granulisina y microorganismos) justificaron la creación del nuevo término de microptosis.
Eficiencia
“Una cosa sorprendente es que la muerte de los parásitos es más rápida que la de la célula huésped, aunque se desencadene después”, comenta Gazzinelli. Esto impide que los protozoos escapen e invadan otras células, una situación que debería ser combatida por el sistema inmunológico a través de la acción macrófagos que patrullan el medio entre las células y devorando a los invasores. Era lo que, hasta ahora, se imaginaba que sucedía. “Esto explica por qué los TCD8 son tan eficientes en el combate contra las infecciones provocadas por protozoarios intracelulares”, concluye el investigador. Puede ser por eso que muchos casos de enfermedad de Chagas, por ejemplo, son asintomáticos.
También es importante el descubrimiento que indica que la granulisina no existe en todas las especies. “La utilidad de hacer estudios de ciertas enfermedades utilizando ratones debe revisarse”, advierte Gazzinelli, si bien que no los descarta como cobayos. Su grupo repitió el descubrimiento produciendo roedores transgénicos capaces de expresar la proteína, y se mostraron mucho más resistentes a las infecciones producidas por protozoarios.
La fructífera colaboración entre los grupo de Minas Gerais y de Harvard se extenderá durante los próximos años. “Pretendemos estudiar minuciosamente el papel de los linfocitos TCD8 en el combate contra esas infecciones”, explica Gazzinelli. “¿Por qué no siempre funciona? ¿Por qué existen pacientes que desarrollan la enfermedad de Chagas?” En ese contexto, Rafael Polidoro defendió su tesis en 2014 y al año siguiente se trasladó al laboratorio de Judy Lieberman, para realizar una pasantía posdoctoral.
En lo que hace a las vacunas, el investigador de Minas Gerais también pretende revisar las pruebas de una vacuna terapéutica contra la enfermedad de Chagas propuesta en 2015 con base en un estudio publicado en PLoS Pathogens, encabezado por los inmunólogos Joseli Lannes-Vieira, de la Fundación Oswaldo Cruz, y Maurício Rodrigues, docente de la Universidad Federal de São Paulo fallecido el año pasado, quien compartía la coordinación del INCTV. “Pretendemos utilizar la vacuna en los ratones transgánicos expresando la granulisina, para ver si es más eficiente”, comenta Gazzinelli.
Artículos científicos
DOTI WALA, F. et al. Killer lymphocytes use granulysin, perforin and granzymes to kill intracellular parasites. Nature Medicine. online. 11 ene. 2016.
PEREIRA, I. R. et al. A human type 5 adenovirus-based Trypanosoma cruzi therapeutic vaccine re-programs immune response and reverses chronic cardiomyopathy. PLoS Pathogens. v. 11, n. 1, e1004594. 24 ene. 2015.
