Los científicos modificaron genéticamente un diminuto parásito con forma de gusano para que produjera una antitoxina que salva vidas desde el interior de un huésped vivo. En un estudio pionero en su género, los investigadores modificaron el parásito Ancylostoma ceylanicum para que produjera anticuerpos que neutralizan parcialmente la tetrodotoxina, la potente toxina del pez globo.
Hasta el momento, este método se ha probado en hámsteres, pero el objetivo final es aplicarlo en humanos. De hecho, el estudio fue financiado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos con el fin de desarrollar tratamientos protectores para el personal militar expuesto a amenazas químicas o biológicas, como la tetrodotoxina, según declaró a Live Science Alex Loukas, coautor del estudio y director del Instituto Australiano de Salud Tropical y Medicina de la Universidad James Cook.
Dicho esto, en futuros trabajos se podría modificar genéticamente a estos gusanos para que produzcan diversos medicamentos y los excreten dentro del cuerpo humano, escribieron los autores del estudio en un informe publicado el 3 de junio en Nature Communications. Por ejemplo, podrían proporcionar tratamientos a largo plazo para enfermedades crónicas, como la diabetes tipo 2 o el síndrome inflamatorio intestinal, sugirió Loukas.
De parásito a fábrica de antitoxinas
Los aniquilarios son uno de los parásitos más antiguos de la humanidad e infectan a más de 400 millones de personas en todo el mundo, principalmente en regiones tropicales. Al igual que una sanguijuela interna, estos pequeños gusanos intestinales se adhieren a la pared interna del intestino para alimentarse de sangre, liberando simultáneamente diversos compuestos antiinflamatorios e inmunosupresores para impedir que el cuerpo los elimine.
Cada gusano mide aproximadamente 1 centímetro de largo y consume menos de dos gotas de sangre al día; los huéspedes sanos a menudo no presentan síntomas de infección. El anquilostoma utilizado en este estudio, A. ceylanicum, infecta a humanos, perros y gatos.
“El anquilostoma ha dedicado millones de años a perfeccionar cómo asegurar su supervivencia a largo plazo dentro de un huésped humano y cómo extraer moléculas de su cuerpo e introducirlas en el nuestro”, declaró en un comunicado Makedonka Mitreva, coautora del estudio y profesora de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis, Misuri.
El cóctel de compuestos producidos por estos parásitos ya ha demostrado ser prometedor en el tratamiento de trastornos metabólicos como el síndrome metabólico y la diabetes tipo 2, así como la enfermedad celíaca. Sin embargo, hasta el momento, los estudios se han limitado a las moléculas producidas naturalmente por los anquilostomas.
Este nuevo trabajo lleva este concepto un paso más allá. “Nos preguntamos: ¿Qué pasaría si pudiéramos añadir una molécula más a las aproximadamente 1000 sustancias que el gusano ya secreta, algo terapéuticamente útil para las personas?”, dijo Mitreva. «Este estudio demuestra que no se trata solo de una idea. Funciona”.
Utilizando la tecnología de edición genética CRISPR, el equipo insertó un gen que codifica un anticuerpo conocido por contrarrestar la tetrodotoxina, la letal toxina del pez globo, en el genoma del gusano intestinal durante la etapa de huevo. El equipo de Mitreva tuvo que considerar cuidadosamente la ubicación del gen, asegurándose de que no interfiriera con otras regiones críticas del ADN, pero que a la vez promoviera la producción y secreción de la nueva proteína.
El equipo infectó a hámsteres con entre 80 y 100 larvas del parásito modificado. Al madurar, los gusanos adultos que contenían el gen recién insertado fueron capaces de producir el anticuerpo y lo secretaron en el torrente sanguíneo del hámster. En experimentos de laboratorio, muestras de sangre tomadas posteriormente de los hámsteres infectados neutralizaron parcialmente la tetrodotoxina, lo que demostró que los compuestos producidos por el gusano eran activos en el hámster. En teoría, el mismo enfoque podría utilizarse para secretar otros anticuerpos o fármacos peptídicos —que son fragmentos cortos de proteína— para tratar directamente los trastornos gastrointestinales, dijo Loukas.
“Estamos considerando la posibilidad de introducir activamente anticuerpos que neutralicen las hormonas o citoquinas inflamatorias” para tratar afecciones como la enfermedad inflamatoria intestinal, explicó. “También se puede contemplar la posibilidad de utilizar un gusano que secrete cantidades ínfimas de alérgenos alimentarios para desensibilizar al huésped ante las alergias alimentarias infantiles”, añadió.
De cara al futuro, el equipo quiere prolongar la durabilidad de las moléculas terapéuticas que liberan los gusanos, ya que solo pueden producir una cantidad limitada a la vez, señaló. Aunque pueda parecer contradictorio infectar a una persona con un parásito para que se sienta mejor, los anquilostomas tienen un excelente perfil de seguridad, explicó Loukas. Una particularidad de su biología hace que no haya posibilidad de que la infección se descontrole.
Las larvas de anquilostoma entran al cuerpo a través de la piel y migran al intestino delgado, donde maduran hasta convertirse en adultos, viviendo a menudo durante años sin afectar notablemente al huésped. Los huevos que producen los parásitos adultos deben eclosionar fuera del huésped; se eliminan con las heces. Esto significa que la cantidad de gusanos adultos en el cuerpo se mantiene relativamente constante.
Además, con una sola dosis de un tratamiento antiparasitario estándar, la infección desaparece en 24 horas. Por lo tanto, cualquier tratamiento contra la anquilostomiasis podría eliminarse fácilmente del organismo.
“Es emocionante y realmente abre una vía completamente nueva para la administración y producción de moléculas terapéuticas”, dijo Loukas.
Fuente: Live Science.