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Desde bacterias endofitas hasta la malaria

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Un proyecto militar secreto que inició en la década de los 60, liderado (entre otros) por la científica china Tu Youyou, logró identificar uno de los compuestos antimaláricos más potentes que se conoce: la artemisinina. Ella había acudido a recetas etnobotánicas ancestrales que le dieran pistas sobre plantas medicinales efectivas contra la malaria; y tuvo mucha suerte: su esfuerzo le ha valido el Premio Nobel de Medicina 2015 a sus 84 años.

Todo comenzó en los años 60, cuando Vietnam solicita ayuda a China para frenar la mortandad por malaria en su ejército en la Guerra de Vietnam. La variante vietnamita del parásito que causa la malaria (Plasmodium falciparum) se había hecho resistente a los tratamientos convencionales. Mao, ni corto ni perezoso, lanzó un programa secreto donde 50 institutos de investigación de todo el país trabajaron frenéticamente para encontrar una tratamiento efectivo. Tu Youyou lideraba uno de aquellos institutos. Repasó unas 2000 recetas de medicina tradicional china en un texto de 1600 años de antigüedad y analizó la eficacia de 380 plantas medicinales en animales infectados con malaria.

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La científica china Tu Youyou trabajando en su laboratorio en 1951

El extracto del ajenjo dulce chino (Artemisia annua) resultó ser un potentísimo antimalárico. Tardó algunos años en perfeccionar la técnica para identificar el compuesto activo de tal actividad (la artemisinina) en 1971 y fue la primera voluntaria en tomarlo para ver si era seguro (parecido al caso de autoexperimentación de Barry Marshall que conté AQUÍ). Se calcula que a nivel mundial al menos 100.000 personas que sufren malaria son salvadas actualmente gracias a la artemisinina. Se piensa que su mecanismo de acción consiste en destruir los estadios asexuales del parásito en los glóbulos rojos.

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Ciclo de vida de Plasmodium, el parásito que causa la malaria. Noten la diversidad de estadios y etapas. Se piensa que en la etapa eritrocítica es donde tiene la artemisinina su efect.

El ajenjo dulce produce artemisinina solo en cantidades muy muy pequeñas; trazas de artemisinina. Por ello los científicos (principalmente chinos) han estado fastidiándola para hallar la forma en potenciar la acumulación del compuesto antimalárico: exponiéndola a luz, cambiándole la temperatura, formulaciones distintas de nutrientes… y nada. La producción de artemisinina sigue siendo difícil, costosa y está lejos de suplir la demanda actual; la malaria sigue haciendo de las suyas.

En un post anterior explicaba el alcance de las bacterias endofitas (bacterias que viven en los tejidos internos de las plantas) en potenciar el crecimiento y desarrollo de sus plantas huéspedes. Ellas proporcionan nutrientes para la planta, las ayudan a defenderse y son capaces de asimilar compuestos contaminantes que serían perjudiciales para ellas (click AQUÍ para leer esa entrada). Pues resulta que sus implicaciones no llegan hasta ahí. Por ejemplo, la producción de artemisinina en el ajenjo dulce es potenciada por una bacteria endofita ¿qué tal?

Hace tres años, científicos (también) chinos aislaron una bacteria (Pseudonocardia) que es capaz de inducir la producción de artemisinina en el ajenjo dulce. Ellos demostraron que al inocular Artemisia annua con cultivos de Pseudonocardia, la bacteria coloniza los tejidos internos y la planta desarrolla un mecanismo de defensa que en última instancia promueve fuertemente la producción de artemisinina. Sin lugar a dudas esto puede constituir una alternativa eficaz para mejorar el rendimiento de este compuesto aliado para la lucha contra la malaria; y desde luego un argumento más de los que trabajamos con bacterias endofitas para resaltar la importancia de su estudio!

Por otra parte, una apuesta también fuerte (y muy emocionante) es la de un grupo de investigadores estadounidenses y chinos (obvio) quienes han desarrollado una levadura TRANSGÉNICA capaz de sintetizar un precursor de la artemisinina, el cual se transforma en artemisinina a través de un proceso químico escalable y barato. De esta forma presentan una alternativa biotecnológica tremendamente eficiente para el tratamiento de los afectados por malaria. Además, las patentes han sido dispuestas de manera GRATUITA para que los países en vías de desarrollo puedan contar con tratamiento antimalárico de primera línea a un precio muy reducido ¿No es acaso fascinante?

Vemos así como la biotecnología (tradicional, con los inóculos bacterianos endofitos; y moderna, con las levaduras transgénicas) ofrece alternativas formidables para la lucha contra la malaria. Y esto no hace sino despegar, estamos siendo testigos del principio.

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Resumen de los galardonados con el Nobel de Fisiología y Medicina 2015
Fuentes:
El País
Li et al. (2012) An endophytic Pseudonocardia species induces the production of artemisinin in Artemisia annua. Plos One, DOI: 10.1371/journal.pone.0051410
Paddon et al. (2013) High-level semi-synthetic production of the potent antimalarial artemisinin. Nature, doi:10.1038/nature12051

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