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Bioinformática para detectar el Chagas

Un equipo de investigadores del IIB-INTECH, dirigido por Fernán Agüero, trabaja en el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico para el Chagas utilizando herramientas de la biología computacional. Apuntan al diagnóstico temprano de bebés de madres que padecen la enfermedad y a encontrar nuevos marcadores que sirvan para indicar el éxito o fracaso de un tratamiento e impedir que el paciente desarrolle complicaciones.

Por Nadia Luna – Agencia TSS | Foto: Pablo Carrera Oser

A la hora de buscar métodos eficaces de diagnóstico para el Chagas, esta enfermedad suele ser casi tan escurridiza como la vinchuca, el insecto vector del parásito que la transmite (Trypanosoma cruzi). Un método de diagnóstico frecuente para enfermedades infecciosas consiste en tomar una muestra de sangre y observar si el parásito está presente. En casos de infección reciente —etapa aguda de la enfermedad, que dura sólo unos meses—, el resultado es claro. En cambio, en una etapa posterior de la infección —llamada crónica—, es difícil hallar parásitos en la sangre debido a su disminución en número, a pesar de que siguen generando consecuencias negativas en la salud del paciente.

En este caso, el método de diagnóstico se basa en la detección de anticuerpos específicos —productos de la reacción del sistema inmune frente a una enfermedad infecciosa— que sólo se forman a partir del contacto con el microorganismo patógeno. Dado que esos anticuerpos se generan en gran cantidad, con una pequeña muestra de sangre es suficiente. Pero aquí aparece un nuevo desafío: para saber cómo reacciona el organismo ante determinados antígenos —moléculas ajenas al organismo que desencadenan una respuesta inmunitaria— es necesario conocer a fondo el sistema inmune.

Tras ese objetivo va el equipo de científicos dirigido por Fernán Agüero, perteneciente al Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (IIB-INTECH) de la UNSAM. Agüero es biólogo doctorado en química, especialista en bioinformática, y comenzó a investigar la genómica del T. cruzi a fines de los años noventa. Con los años, fue desarrollando una línea de investigación que, a través de sucesivas tesis realizadas por estudiantes e investigadores de la UNSAM, derivó, entre otros logros, en el desarrollo de un microchip de péptidos —una plataforma que permite reconocer la presencia de anticuerpos específicos—. Gracias a este avance, que posibilita realizar múltiples ensayos simultáneos a partir de pequeñísimos fragmentos de proteínas —los péptidos—, el equipo ha conseguido duplicar el número de antígenos conocidos para la enfermedad de Chagas.

“Nuestro trabajo apunta al desarrollo de un método de diagnóstico para el Chagas congénito. El problema con los resultados de las muestras de sangre de bebés de madres chagásicas es que siempre dan positivo, aún sin estar infectados, debido a que reciben la sangre de la madre por el cordón umbilical. En este sentido, es necesario desarrollar un método de diagnóstico que permita diferenciar la respuesta inmune del bebé de la de la madre. Y esto es muy importante porque, cuando el bebé infectado es tratado de manera temprana, las chances de éxito son muy altas”, explica Agüero.

Una aliada principal en la búsqueda de métodos más eficaces de diagnóstico y tratamiento de enfermedades es la bioinformática. Esta disciplina aprovecha los avances en la biología molecular y en la computación para refinar los análisis de la abundante cantidad de datos obtenidos en laboratorio. “Lo bueno de la informática es que, una vez que uno desarrolla una herramienta, por más que esté diseñada para una enfermedad en particular, como el Chagas, es relativamente sencillo adaptarla y aplicarla a otra de características similares”, amplía el biólogo.

De esta manera, una vez modelado y diseñado un método en la computadora, los investigadores definen los péptidos que serán probados en el microchip a partir de muestras de sangre obtenidas de pacientes chagásicos y de personas sanas. Luego observan la respuesta del sistema inmune: qué anticuerpos genera y contra qué péptidos. Los resultados obtenidos vuelven a la computadora para continuar refinando el método y pasar al siguiente ensayo.

En busca de una vacuna

Cuando un organismo se enfrenta con un patógeno genera una respuesta inmune, no contra el patógeno de manera global, sino contra determinadas moléculas o partes de ellas. Sin embargo, no es fácil saber cuáles son los blancos “elegidos” por el sistema inmune ni por qué los elige. Esta dificultad varía, además, según la complejidad del microorganismo en cuestión: el genoma de un virus, por ejemplo, se puede descomponer en unos 3000 péptidos cortos diferentes, mientras que para el del Trypanosoma cruzi necesitaríamos más de seis millones. Asimismo, si bien cada organismo reacciona de manera diferente, hay ciertos patrones que son universales —de otro modo, no sería posible la elaboración de medicamentos y vacunas—.

Hasta hace unas décadas, para determinar si una persona estaba infectada se medía la reacción de una muestra de sangre ante un parásito entero o partes de él. Con el tiempo, la técnica fue mejorando y se empezaron a utilizar moléculas: genes y proteínas recombinantes. “Hoy podemos sintetizar más de un millón de ‘pedacitos’ de proteínas —péptidos— del parásito en un chip y ver en qué lugar específico de ese chip hubo reacción. Estamos aprovechando una miniaturización muy grande en la plataforma, que nos permite ver en detalle la infinidad de interacciones que se producen entre el sistema inmune y los diversos antígenos”, revela Agüero.

El sistema inmune funciona a través de dos tipos de respuestas: la parte humoral, compuesta por las células B, que son las que producen anticuerpos; y la parte celular, compuesta por las células T. En la primera, los anticuerpos reconocen determinadas moléculas (esas que eligen como su “blanco”), se pegan a ellas y generan una señal para que el sistema inmune las siga. A diferencia de los anticuerpos, la respuesta T es ejercida por células, que atacan al patógeno y a otras células del cuerpo que reconocen como infectadas.

En la búsqueda de una vacuna contra el Chagas, Agüero dice que “una buena solución tendría que estimular las dos partes del sistema inmune”. Actualmente, sólo hay dos drogas aprobadas para el tratamiento de esta enfermedad: benznidazol y nifurtimox. “No hubo muchas mejoras en el desarrollo de drogas desde los años setenta. Estas dos funcionan, pero, aunque en niños prácticamente no producen efectos secundarios, tienen muchos efectos colaterales en adultos”, apunta el investigador.

Para Agüero, la principal dificultad para encontrar una vacuna contra el Chagas, más allá de la complejidad del propio parásito, es la falta de inversión. “En lo económico, no es una enfermedad atractiva porque el mercado de los que pueden llegar a consumir las drogas o los diagnósticos es de bajos recursos. Entonces, las farmacéuticas prefieren desarrollar drogas para otras enfermedades, como cáncer, diabetes o afecciones cardíacas. Por eso, la inversión para las llamadas enfermedades ‘desatendidas’ proviene de los sistemas de salud pública, pero aun así no es suficiente”, considera. No obstante, el especialista indica que en la última década las farmacéuticas aumentaron mucho la inversión de sus recursos en este tipo de enfermedades.

Los principales objetivos del grupo de investigación que dirige Agüero son la obtención de un método de diagnóstico para el Chagas congénito y la búsqueda de nuevos marcadores que indiquen el éxito o fracaso de un tratamiento. “Una de las razones por las que no se han desarrollado nuevas drogas contra el Chagas es que los ensayos clínicos en pacientes para testear su efecto suelen ser muy largos. En general, el paciente chagásico empieza a tener complicaciones recién veinte o treinta años después de infectado. Realizar ensayos durante tanto tiempo es muy costoso. Por eso, queremos encontrar marcadores que indiquen si un tratamiento funciona sin necesidad de esperar tanto”, concluye.


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