Científicos de la Universidad de Cambridge en colaboración con investigadores de la computación en la Universidad de Manchester, ambas en Reino Unido, han creado un nuevo método para acelerar el desarrollo de nuevos fármacos en la lucha contra las enfermedades tropicales como la malaria, la esquistosomiasis y la enfermedad del sueño africana.
La herramienta aprovecha levaduras que han sido genéticamente modificadas para expresar las proteínas del parásito y del humano con el fin de identificar compuestos químicos que se dirigen a los parásitos causantes de las enfermedades, pero sin afectar a sus anfitriones humanos.
Las enfermedades parasitarias afectan a millones de personas anualmente, a menudo en las zonas más deprimidas del planeta. Cada año, la malaria, causada por parásitos Plasmodium, infecta a unos 200 millones de personas, matando a unas 655.000 personas, en su mayoría menores de 5 años. En la actualidad, los métodos de detección de drogas para estas enfermedades utilizar parásitos vivos, enteros, un método que, según estos expertos, tiene varias limitaciones.
En primer lugar, puede ser extremadamente difícil o imposible el cultivo del parásito, o al menos una de sus etapas del ciclo de vida, fuera de un huésped animal, y, en segundo lugar, los métodos actuales no dan una idea de cómo el compuesto interactúa con el parásito o la toxicidad del agente para los seres humanos.
El método de detección inteligente desarrollado ahora identifica los compuestos químicos que se dirigen a las enzimas de los parásitos, pero no los de sus huéspedes humanos, lo que permitirá la pronta eliminación de compuestos con efectos secundarios potenciales, según publica 'Open Biology'.
El profesor Steve Oliver, del Centro de Biología de Sistemas Cambridge y el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, destaca: "Nuestro método de detección proporciona un enfoque rápido y más barato que complementa el uso de parásitos enteros. Esto significa que son necesarios menos experimentos con parásitos y animales infectados".
El nuevo método de ingeniería genética usa levadura de panadero para expresar proteínas importantes de parásitos o de sus homólogos humanos. Las células de levadura se marcan con diferentes proteínas fluorescentes para controlar el crecimiento de las cepas de levadura individuales mientras crecen en competencia entre sí. Este enfoque proporciona una alta sensibilidad (ya que las levaduras sensibles a los medicamentos van a salir perdiendo frente a cepas resistentes en la competencia por los nutrientes), reduce los costos y es altamente reproducible, según sus autores.
Entonces, los científicos pueden identificar los compuestos químicos que inhiben el crecimiento de las cepas de levadura que transportan dianas de drogas antiparasitarias, pero no inhiben la proteína humana correspondiente (excluyendo por tanto los compuestos que podrían causar efectos secundarios para los seres humanos que toman los medicamentos). Los compuestos se pueden así explorar para el desarrollo adicional en medicamentos antiparasitarios.
Con el fin de demostrar la eficacia de su herramienta de detección, los científicos probaron con Trypanosoma brucei, el parásito que causa la enfermedad del sueño africano. Mediante el uso de las levaduras de ingeniería para la detección de sustancias químicas que podrían ser efectivas contra este parásito, se identificaron compuestos potenciales y se pusieron a prueba en parásitos vivos cultivados en el laboratorio. De los 36 compuestos analizados, el 60 por ciento fue capaz de matar o inhibir seriamente el crecimiento de los parásitos (en condiciones estándar de laboratorio).
La doctora Elizabeth Bilsland, autora principal del artículo de la Universidad de Cambridge, dijo: "Este estudio es sólo un comienzo y demuestra que podemos diseñar un modelo de organismo, la levadura, para imitar un organismo de la enfermedad y explotar esta tecnología optimizar los fármacos candidatos, así como identificar y validar nuevos objetivos farmacológicos".
"En el futuro, esperamos poder diseñar itinerarios completos de patógenos en levaduras y también construir cepas de levadura que imitan estados de enfermedad de las células humanas", concluye esta investigadora de la Universidad de Cambridge.
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