Nuevos métodos para desarrollar tratamientos de parasitosis «silenciosas»
Un parásito unicelular, «Trichomonas vaginalis», causa la tricomonosis, la enfermedad de transmisión sexual no vírica más común, de la que se registran entre unos ciento setenta y ciento ochenta millones de casos anuales en todo el mundo. La mayoría de las personas infectadas no padece ningún síntoma, pero puede contagiar la infección a otros. Puede provocar infertilidad, enfermedad inflamatoria pélvica en las mujeres, rotura prematura de las membranas placentarias y parto prematuro. En los hombres, puede causar inflamación de la próstata o disminuir la movilidad de los espermatozoides. El proyecto ProTeCT se centra en el proteasoma de la tricomona, una enzima fundamental para la supervivencia del parásito. Comprender su estructura y las funciones de sus subunidades puede ser útil para diseñar inhibidores que den lugar a una nueva generación de fármacos para tratar la tricomonosis. En la actualidad, solo existen dos fármacos para tratar la enfermedad, pero, debido a la resistencia emergente, es imprescindible encontrar alternativas.
Poner a prueba los inhibidores
Pavla Fajtová, investigadora de la Universidad de California en San Diego, probó muchos inhibidores en busca de los que bloquean selectivamente el proteasoma de la tricomona. El proyecto, de tres años de duración, se llevó a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie. Los inhibidores que bloquean la acción del proteasoma que causa la enfermedad ya se están estudiando para tratar cánceres, y tres de ellos ya han sido aprobados para el tratamiento del mieloma múltiple, un tipo de cáncer de médula ósea. «El objetivo era distinguir la especificidad del sustrato del “T. vaginalis” y el proteasoma humano para desarrollar inhibidores dirigidos al proteasoma de la tricomona que no fueran tóxicos para los seres humanos», explica. Se investigó la selectividad de muchos inhibidores no dirigidos hacia el proteasoma humano. Ese trabajo duró dos años desde finales de 2019. «Tuvimos suerte, ya que también estábamos trabajando con algunas proteasas de la COVID-19. Así que nuestro laboratorio permaneció abierto durante el confinamiento por la COVID-19», señala.
Efectos inhibidores específicos
El equipo del proyecto determinó la especificidad del inhibidor que se dirige selectivamente a la tricomona. Sin embargo, para desarrollar inhibidores aún más potentes del proteasoma del «T. vaginalis», es fundamental comprender la estructura del proteasoma y cuál de sus subunidades atacar. «Mi objetivo era desarrollar herramientas para detectar la actividad de cada subunidad del proteasoma —explica Fajtová—. Esta información es útil porque un inhibidor que se une preferentemente a más de una subunidad es aún más eficaz contra el parásito». En el proyecto se diseñaron y sintetizaron tres sustratos diferentes, uno para cada subunidad, para estudiarlos más de cerca.
Estructura interna y función de las subunidades
A continuación, Fajtová pasó un tiempo en el laboratorio de biología estructural del Instituto de Química Orgánica y Bioquímica de la Academia Checa de Ciencias, en Praga, su país natal, Chequia, donde aprendió de sus expertos en el sistema de expresión de los baculovirus y la estructura de grandes proteínas de subunidad múltiple mediante técnicas de criomicroscopía electrónica (crio-ME). El sistema de expresión del baculovirus se utiliza habitualmente para generar proteínas recombinantes en células de insectos a altos niveles de producción. Sin esto, las técnicas de laboratorio convencionales producen muy poco material a partir de los cultivos. «Tuve la oportunidad de aprender a expresar de forma recombinada el proteasoma totalmente activo, lo que supone un punto de inflexión. En el pasado, obtenía proteasomas directamente de los parásitos “T. vaginalis”, lo que implicaba importantes limitaciones en cuanto a la pureza y la cantidad de proteína obtenida», explica Fajtová. «Con este avance, nuevo para mí, obtuve una enzima suficientemente pura para la crio-ME y la posterior determinación de la estructura tridimensional», añade. «Ahora sabemos cómo es la estructura, la forma de las subunidades activas y cuáles son las preferencias de los inhibidores. Esta información se utilizará para el diseño de inhibidores de segunda generación». Fajtová concluye: «Me sorprendió que realmente funcionara: si inhibes esta enzima, es tóxico para el parásito. Entonces, considero que esta investigación es prometedora, no solo para la tricomona». Señala que este método también puede utilizarse para los parásitos plasmodiales que, por ejemplo, provocan el paludismo.
Palabras clave
ProTeCT, Trichomonas vaginalis, enfermedad de transmisión sexual, proteasoma, inhibidores, mieloma múltiple, crio-ME, parásito, paludismo
