La activación o silenciamiento de ciertos genes ayuda al parásito de la malaria a adaptarse a diferentes condiciones ambientales

Un estudio codirigido por Alfred Cortés, investigador ICREA de ISGlobal e investigadores del Instituto de Medicina Tropical (ITM) de Amberes, muestra que los parásitos que infectan a humanos usan solo un gen de la familia clag3 a la vez, diferente a aquel utilizado por parásitos cultivados en el laboratorio, y que los patrones de expresión se restablecen antes de infectar a un nuevo huésped. Los resultados, publicados en el Journal of Infectious Diseases, apoyan la idea de que los genes que se activan en ciertos parásitos y se silencian en otros (genes con expresión variante) pueden facilitar la adaptación del parásito P. falciparum a diferentes condiciones ambientales.

Durante su ciclo de vida, el parásito de la malaria necesita adaptarse a condiciones ambientales cambiantes, como por ejemplo las concentraciones de nutrientes, la presencia de fármacos, la fiebre o la respuesta inmune del huésped. Dicha adaptación supone la selección natural de parásitos cuyos genes variantes se expresan de manera a conferirles mayor ventaja competitiva bajo las nuevas condiciones ambientales. Estos genes se regulan mediante mecanismos llamados epigenéticos, que se pueden transmitir a la siguiente generación.

Un ejemplo es el gen clag3 (con las variantes 3.1 y 3.2), que juega un papel en la absorción de nutrientes. El equipo de Cortés describió previamente que el parásito en cultivo puede alternar espontáneamente entre diferentes estados (expresión de un gen, del otro, o de ninguno), lo cual permite la continua generación de diversidad en la población de parásitos. Sin embargo, se conocía poco sobre la expresión de clag3 durante la infección humana.

En este estudio, los autores analizaron muestras de sangre obtenidas de viajeros que acudieron a la clínica en Amberes y de niños de Gambia, así como de voluntarios humanos infectados de manera experimental. Encontraron que los parásitos que infectan al humano usan solo una variante del gen, diferente al que frecuentemente usan los parásitos cultivados en el laboratorio. Cambiar al parásito de condiciones de sangre humana a condiciones de cultivo o vice versa, o exponerlo a compuestos tóxicos resulta en cambios en la expresión de clag3. También encontraron que  los patrones de expresión se restablecen al azar (en otras palabras, se borra la memoria epigenética) antes de infectar a un nuevo huésped, lo cual resulta en una población diversa de parásitos con mayor probabilidad de supervivencia en un nuevo huésped humano con condiciones imprevisibles.

“Estos resultados apoyan la idea de que los genes con variantes alélicas como clag3 juegan un papel importante en la adaptación del parásito” explica Sofia Mira-Martinez, primera autora del estudio y becaria TransGlobalHealth, “y ofrecen una primera visión de cómo se expresan durante la infección humana”. 

El Instituto de Salud Global de Barcelona es un centro impulsado por la Obra Social “la Caixa”.

Referencia

Mira-Martinez S, van Schuppen E, Amambua-Ngwa A, et al. Expression of the Plasmodium falciparum clonally variant clag3 genes in human infections. J Infect Dis jix053, 07 February 2017