Las células endoteliales vasculares del cerebro (azul) internalizan partículas liberadas por los eritrocitos infectados con el parásito de la malaria (rosa y rojo)
Las células endoteliales vasculares del cerebro (azul) internalizan partículas liberadas por los eritrocitos infectados con el parásito de la malaria (rosa y rojo). Crédito: Teresa País, 2022.

Un equipo de investigadores del Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) en Oeiras (Portugal) reveló que las células del cerebro pueden detectar la presencia de parásitos de la malaria en la sangre, lo que desencadena la inflamación que subyace a la malaria cerebral. Este descubrimiento sacó a la luz nuevas dianas para terapias adyuvantes que podrían frenar el daño cerebral en fases iniciales de la enfermedad y evitar secuelas neurológicas.

La malaria cerebral es una complicación grave de la infección por Plasmodium falciparum, el más letal de los parásitos que causan la malaria. Esta forma de la enfermedad se manifiesta por alteración de la conciencia y coma y afecta principalmente a niños menores de 5 años, siendo una de las principales causas de muerte en este grupo de edad en países del África subsahariana. Los que sobreviven suelen verse afectados por secuelas neurológicas debilitantes, como déficits motores, parálisis y discapacidad del habla, auditiva y visual.

Las células endoteliales del cerebro juegan un papel crucial, siendo capaces de detectar la infección por el parásito de la malaria en una fase temprana

Para evitar que ciertas moléculas y células lleguen al cerebro, lo que perturbaría su funcionamiento normal, las células especializadas del revestimiento interno de los vasos sanguíneos, las células endoteliales, se mantienen juntas, formando una barrera entre la sangre y este órgano. La malaria cerebral resulta de una respuesta inflamatoria desenfrenada a la infección que conduce a alteraciones significativas en esta barrera y, en consecuencia, a complicaciones neurológicas.

En los últimos años, los especialistas en este campo han centrado su atención en una molécula, denominada interferón-β, que parece estar asociada a este proceso patológico. Llamada así por interferir con la replicación viral, esta molécula altamente inflamatoria tiene dos lados: puede proteger o causar la destrucción del tejido. Se sabe, por ejemplo, que a pesar de su papel antiviral en la COVID-19, en una determinada concentración y fase de infección, puede causar daño pulmonar. Se cree que ocurre una dinámica similar en la malaria cerebral. Sin embargo, aún no sabemos qué conduce a la secreción de interferón-β, ni las principales células involucradas.

Una molécula de señalización atrae células inmunitarias al cerebro, causando inflamación

Un estudio reciente dirigido por el IGC y publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) reveló que las células endoteliales del cerebro juegan un papel crucial, siendo capaces de detectar la infección por el parásito de la malaria en una fase temprana. Estos detectan la infección a través de un sensor interno que desencadena una cascada de eventos, comenzando con la producción de interferón-β. A continuación, liberan una molécula de señalización que atrae células del sistema inmunitario al cerebro, iniciando el proceso inflamatorio.

Para llegar a estas conclusiones, los investigadores utilizaron ratones que imitan varios síntomas descritos en la malaria humana y un sistema de manipulación genética que les permitió eliminar este sensor en varios tipos de células. Cuando eliminaron este sensor en las células endoteliales del cerebro, concluyeron que los síntomas del animal no eran tan graves y que morían menos por la infección. Fue entonces cuando se dieron cuenta de que estas células cerebrales contribuían en gran medida a la patología de la malaria cerebral.

Un subproducto de la actividad del parásito

Pensábamos que las células endoteliales del cerebro actuaban en una fase posterior, pero acabamos dándonos cuenta de que son partícipes desde el principio”, explica Teresa Pais, investigadora postdoctoral del IGC y primera autora del estudio. «Normalmente asociamos esta fase inicial de la respuesta a la infección con células del sistema inmunitario. Ya se sabe que responden, pero las células del cerebro, y tal vez de otros órganos, también tienen esta capacidad de detectar la infección porque tienen los mismos sensores«, añade.

Pero lo que realmente sorprendió a los investigadores fue el factor que activaba el sensor y desencadenaba esta respuesta celular. Este factor es nada más y nada menos que un subproducto de la actividad del parásito. Una vez en la sangre, el parásito invade los glóbulos rojos del huésped, donde se multiplica. Aquí, digiere la hemoglobina, una proteína que transporta oxígeno, para obtener nutrientes.

La molécula hemo

Durante este proceso, se forma una molécula llamada hemo y puede ser transportada en partículas diminutas en la sangre que son internalizadas por las células endoteliales. Cuando esto sucede, el hemo actúa como una alarma para el sistema inmunológico. “No esperábamos que el hemo pudiera entrar en las células de esta manera y activar esta respuesta que implica el interferón-β en las células endoteliales”, comenta la investigadora.

Este trabajo de unos 6 años permitió a los investigadores identificar un mecanismo molecular que es fundamental para la destrucción del tejido cerebral durante la infección por el parásito de la malaria y, con ello, nuevas dianas terapéuticas. «El próximo paso será tratar de inhibir la actividad de este sensor dentro de las células endoteliales y entender si podemos actuar sobre la respuesta del huésped y detener la patología cerebral en una fase inicial«, explica Carlos Penha Gonçalves, investigador principal del grupo que dirigió el estudio.

Si pudiéramos usar inhibidores del sensor en paralelo con medicamentos antiparasitarios, tal vez podríamos detener la pérdida de la función neuronal y evitar secuelas que son un problema importante para los niños que sobreviven a la malaria cerebral”, concluye Gonçalves.

Fuente: PNAS.

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Cofundador de Fantasymundo, director de las secciones de Libros y Ciencia. Lector incansable de ficción y ensayo, escribo con afán divulgador sobre temáticas relacionadas con el entretenimiento y la cultura cercanas a mis intereses.

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