El descubrimiento de ciertas proteínas del parásito que actúan en la regulación de funciones celulares esenciales puede derivar en el desarrollo de medicamentos más eficaces contra esta enfermedad
AGENCIA FAPESP/DICYT – Investigadores de las universidades Federal de São Carlos (UFSCar), de Campinas (Unicamp) y de São Paulo (USP), en Brasil, caracterizaron por primera vez un tipo de proteínas del parásito Leishmania infantum que toman parte en la regulación de su ciclo celular. Los resultados de este estudio se publicaron en forma de artículo en la revista PLOS Pathogens, y en el mismo se describen potenciales blancos farmacológicos para el tratamiento de la leishmaniasis visceral, al que aún se considera limitado.
En los organismos eucarióticos, caracterizados por sus células con un núcleo delimitado, tales como las plantas y los animales, el sistema ubiquitina-proteasoma (SUP) regula las principales funciones celulares mediante la degradación de proteínas o la regulación de sus funciones celulares. Las disfunciones en el SUP aparecen asociadas a distintas enfermedades, tales como el cáncer, el alzhéimer y el párkinson, entre otras. Por eso su comprensión resulta fundamental para descubrir nuevos enfoques de tratamiento y prevención.
Sin embargo, en el caso del protozoo L. infantum, el principal responsable de la forma más grave y potencialmente fatal de la leishmaniasis en Brasil, no existe demasiada información en la literatura científica referente a la regulación de este sistema, lo que limita las posibilidades de intervención farmacológica contra el parásito.
En este estudio financiado, por la FAPESP, los científicos investigaron la actividad de determinadas enzimas de ese sistema en L. infantum: las ubiquitina ligasas E3, más específicamente las del tipo Cullin-1-RING (CRL1), compuestas por las proteínas SKP1, Cullin1, RBX1 y F-box.
Para ello utilizaron métodos in silico (simulación computacional) en la realización de análisis de las secuencias de los genes y de la estructura y la dinámica de dichas proteínas. También se aplicó la técnica conocida como CRISPR-Cas9 para la edición génica en los parásitos y otros diversos tipos de análisis.
Los investigadores descubrieron que el complejo CRL1 se estructura en el parásito asociado a proteínas F-box de una manera similar a lo que ocurre en humanos. Se lo denominó LinfCRL1, y se identificaron seis proteínas F-box, denominadas Flp1-6. Ensayos in vitro demostraron que el complejo LinfCRL1(Flp1) posee la capacidad de transferir ubiquitina, comprobando así su funcionalidad y su potencial importancia en la regulación de ciertos procesos celulares en el parásito.
Posteriormente, los científicos investigaron los papeles de cada uno de los genes componentes del LinfCRL1 mediante el knockout (desactivación o bloqueo) de los genes aplicando CRISPR-Cas9. Y observaron que en ausencia de los genes LinfSKP1 y LinfRBX1 el parásito no se desarrolló, lo cual sugiere que se trata de componentes esenciales para L. infantum.
Por otra parte, el parásito que no expresaba el gen LinfCUL1, pese a ser viable, exhibió un crecimiento y una duplicación deficientes, producto de alteraciones en el ciclo celular.
“Por ende, se trata de genes potencialmente esenciales para el crecimiento y el desarrollo de la L. infantum que hasta ahora eran completamente desconocidos”, afirma Felipe Roberti Teixeira, profesor adjunto del Departamento de Genética y Evolución de la UFSCar y coordinador del trabajo.
Blancos farmacológicos
“Cuando encontramos genes relacionados con funciones cruciales del parásito, estos inmediatamente se convierten en potenciales blancos farmacológicos”, dice Roberti Teixeira. “En este caso específico, pueden ser interesantes en el control del crecimiento del parásito, y debido a que se conservan prácticamente en todas las especies de Leishmania, expanden la aplicación de este estudio.”
El próximo paso, que se concretará en el marco de un proyecto que cuenta con el apoyo de la FAPESP, consiste en caracterizar todo el sistema ubiquitina-proteasoma del parásito, lo que incluye no solamente a las E3, sino también a las E1 (enzimas que activan a la ubiquitina), las E2 (enzimas que les transfieren la ubiquitina a las ligasas E3) y todos los genes del proteasoma.
“Bloquearemos los más de 80 genes del sistema ubiquitina-proteasoma del parásito para verificar cuáles son esenciales y modulan la actividad del proteasoma, a los efectos de identificar otros blancos farmacológicos”, comenta el investigador.
Este trabajo también contó con el apoyo de la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes), vinculada al Ministerio de Educación de Brasil, y tuvo la participación de un investigador de la Universidad de Glasgow (Escocia).
