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Microscópicas moléculas protegen a la placenta del ataque de parásitos

por 26 noviembre, 2020

Microscópicas moléculas protegen a la placenta del ataque de parásitos
Ulrike Kemmerling, del Instituto de Ciencias Biomédicas, describió un mecanismo de recambio celular en barrera placentaria que podría explicar la baja transmisión vertical de la enfermedad de Chagas. Ante la presencia de patógenos, este órgano cambia su expresión de genes, lo que determina la susceptibilidad a la infección.
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Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile describieron un mecanismo antiparasitario en la placenta humana que es regulado por RNA pequeños, los microRNAs (miRNAs), unas diminutas moléculas reguladoras de la expresión de los genes y que juega un rol fundamental en gran parte de los procesos celulares de las organismos vivos.

Ulrike Kemmerling, académica del programa de Anatomía y Biología del Desarrollo del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICBM), lidera en los últimos años esta línea de investigación cuyo propósito es comprender la respuesta de la placenta ante el ataque de diversos protozoos parásitos, y cómo esta respuesta se relaciona con la susceptibilidad a la infección.

El estudio establece una comparación entre los niveles de expresión de miRNAs que evidencian ante Toxoplasma gondii (causante de la toxoplasmosis, una infección parasitaria leve pero que puede causar graves síntomas en los fetos o recién nacidos) y Trypanosoma cruzi, agente relacionado con la enfermedad de Chagas, patología endémica de América Latina.

Los últimos resultados de su trabajo –financiado como parte de un proyecto FONDECYT y otro apoyado con fondos de la Unión Europea– apuntan a los miRNAs como reguladores fundamentales de una respuesta defensiva de la placenta, que permite activar el recambio celular de la barrera anatómica que protege al feto, eliminando los parásitos que se adhieren a la superficie placentaria hacia la sangre materna.

Los hallazgos obtenidos por los científicos del ICBM de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile fueron publicados por una de las principales revistas científicas del campo: Frontiers in Immunology.

Dra. Ulrike Kemmerling

MicroRNAs

En reportes previos, el equipo de Kemmerling describió un mecanismo natural antiparasitario en la placenta humana que podría ayudar a mejorar la comprensión de las barreras protectoras de este y otros órganos ante infecciones causadas por determinados patógenos. Durante el embarazo, la placenta se convierte en un “súper órgano”, asegura la científica.

Y en esta función un rol central lo tiene una capa celular de la barrera placentaria denominada trofoblasto, que forma parte de la barrera anatómica y que es parte de la respuesta inmune local. En el actual, lograron determinar que los microRNA están involucrados en la respuesta del trofoblasto–o tejido fetal– de la placenta y favorecer el recambio celular que se produce cuando los parásitos causantes de la enfermedad de Chagas intentan atravesar esta barrera e infectar al feto.

Los miRNAs son pequeñas moléculas que inhiben la síntesis de proteínas. Su uso está extendido en investigaciones asociadas a cáncer, incluso como blancos terapéuticos en fases de estudios clínicos, ya que impiden que se produzca la proteína, unidad responsable de múltiples funciones al interior de una célula.

“Lo que hacen estas moléculas en términos simples es evitar que se sinteticen ciertas proteínas que la célula necesita para diversas funciones”, asegura Kemmerling, quien explica que este enfoque se utiliza en la terapia del cáncer ya que algunos microRNA pueden impedir funciones celulares como la replicación.

“Y lo hacen degradando al RNA mensajero, que es el ácido ribonucleico a partir del cual el código genético procedente del ADN del núcleo de la célula es traducido a proteínas. Este es uno de los mecanismo por el cual los microRNA regulan la expresión génica”.

Ahora, el grupo de investigación indaga en un nuevo proyecto, estudiando tres microRNA específicos que cambian sus niveles de expresión en respuesta ante el parásito Trypanosoma cruzi y que favorecerían que la placenta elimine el patógeno hacia la sangre materna. “Así, esperamos detectar marcadores que nos permitan prever si la madre va a transmitir o no el patógeno al feto”, precisa la académica.

Recambio epitelial

La investigación utilizó técnicas avanzadas de biología molecular, entre ellas secuenciamiento genético de última generación (análisis de miles de genes en una menor cantidad de tiempo), además de diversos análisis bioinformáticos. Los estudios consistieron en obtener, tras el término del embarazo, placentas humanas de madres sanas, e infectarlas experimental en un laboratorio con Trypanosoma cruzi y Toxoplasma gondii.

Luego de esto, se identificaron los microRNA que tienen un rol en el proceso de recambio del epitelio de la placenta, así como otros que se han descrito como importantes en enfermedades de la placenta y en infecciones en general.

Kemmerling expone que entre los miRNAs hay un grupo que se expresa exclusivamente en la placenta, lo cual los hace particularmente interesantes como marcadores de enfermedades, incluyendo infecciones del embarazo.

La científica de la U de Chile señala que este método de estudio permitió ver el comportamiento de miles de estas moléculas, analizando con herramientas informática de gran potencia, en respuesta ante la presencia de estos dos patógenos.

Sus proyecciones, exponen desde el ICBM, apuntan a identificar nuevos blancos terapéuticos y mejorar la comprensión de los mecanismos fisiopatológicos de las dos enfermedades, tanto enfocado a la transmisión madre-hijo como en la infección de otros órganos blancos.

De hecho, en el caso de las amenazas contra la placenta humana, los microRNA podrían ayudar a establecer diagnósticos, pronósticos o potencialmente convertirse en herramientas terapéuticas en el futuro. “Esto nos ha ayudado a comenzar a estudiar las vías más específicas, verificando experimentalmente blancos terapéuticos”, expone Kemmerling.

Globalización de la enfermedad de Chagas

En los últimos años, el laboratorio liderado por esta académica de la Universidad de Chile, ha avanzado en la comprensión de mecanismos defensivos de la placenta ante la presencia del parásito causante de la enfermedad de Chagas. Su principal hallazgo en este contexto ha sido el del rol del trofoblasto, o epitelio de revestimiento de la placenta,

La transmisión vertical de la enfermedad de Chagas es uno de los factores más preponderantes en la “globalización” de esta condición endémica de América Latina y considerada como una patología desatendida por la Organización Mundial de la Salud. El fenómeno migratorio ha hecho que poblaciones de zonas endémicas lleven a otras latitudes la enfermedad, impactando sistemas sanitarios de países como España.

Esto explica el financiamiento de la Unión Europea a las investigaciones del Instituto de Ciencias Biomédicas, lo que permitiría, a juicio de la académica, tomar decisiones clínicas basadas en parámetros moleculares que podrían alertar el riesgo mucho antes de que este pueda afectar al feto. Las tasas de transmisión congénita son bajas, pero no inexistentes, sobre todo luego de la paulatina disminución de la transmisión mediante insecto vectores en las últimas décadas.

“La transmisión vertical es la responsable, entre otros factores, que la enfermedad se haya globalizado. Como no existe un tratamiento efectivo contra la enfermedad de Chagas, sobre todo en fase crónica y las drogas que existen no se pueden usar en el embarazo, entonces contar con marcadores que nos podrían indicar la probabilidad o no de transmisión, sería una gran ayuda”, expone la científica del programa de Anatomía y Biología del Desarrollo del ICBM.

La enfermedad de Chagas, también llamada Tripanosomiasis americana, es una patología potencialmente mortal, causada por el parásito protozoo Trypanosoma cruzi. Se encuentra en zonas endémicas de 21 países de América Latina, donde se transmite a los seres humanos principalmente por las heces de vinchucas.

Del mismo modo, la infección también se puede adquirir, además de la transmisión vertical de madre a hijo, mediante transfusión de sangre y trasplante de órganos, aunque estos modos de transmisión son menos frecuentes. Con el paso de los años, la infección puede causar muerte súbita o insuficiencia cardiaca por la destrucción progresiva del músculo cardiaco.

“La pandemia nos está demostrando que las infecciones son un tema importante, pese a que la comunidad científica se ha enfocado en los últimos años en las enfermedades crónicas no transmisibles, que afectan en su mayoría a países desarrollados. Se ha dejado de lado las infecciones y erradicar un patógeno es prácticamente imposible, porque éstos nos llevan ‘la ventaja’ en términos de crear nuevos mecanismos de virulencia y nosotros siempre vamos un paso por detrás”, concluye Kemmerling.

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