Post de Alfred Cortés, investigador ICREA en ISGlobal, centro impulsado por la Obra Social ”la Caixa”.
Este artículo apareció inicialmente en el blog ‘Nature Research Microbiology’.

Las características básicas del ciclo de vida del parásito de la malaria se descubrieron hace más de un siglo, pero algunas etapas específicas aún se desconocen. Una de estas etapas es la transición de la fase asexual en la sangre a la fase sexual, llamada ‘gametocito’ y necesaria para la transmisión de la malaria. Cuando empezamos a trabajar en este proyecto, no imaginábamos que íbamos a modificar los libros de texto sobre esta parte del ciclo de vida de la malaria.

El parásito de la malaria puede tomar dos vías alternativas durante su diferenciación sexual: multiplicarse por un ciclo adicional antes de convertirse en la forma sexual o convertirse directamente. Infografía: ISGlobal.

Habiendo descubierto (en colaboración con los equipos de Manuel Llinás, de la Universidad de Pittsburgh, y David Baker, de la London School of Hygiene & Tropical Medicine) que la regulación del factor de transcripción PfAP2-G juega un papel fundamental en la conversión de la forma asexual a gametocitos, quisimos aprovechar una de las herramientas que habíamos generado en el laboratorio: un parásito que expresa una PfAP2-G fluorescente.

Visto que PfAP2-G es el primer marcador conocido de un parásito que ha “decidido” diferenciarse, pensamos que con estos parásitos transgénicos podíamos caracterizar sin problema alguno la dinámica de expresión de la proteína e identificar el momento preciso en que ocurre dicha decisión. Le dije a Cristina Bancells, que acababa de llegar al laboratorio para hacer su postdoctorado, que sería un proyecto fácil para obtener un resultado importante y escribir un artículo, realizando “unos cuantos experimentos de inmunofluorescencia”. Pero no podía estar más equivocado. Durante casi más de un año, nada funcionó como esperábamos. Nada tenía sentido.

Cuando los parásitos asexuales expresan suficiente PfAP2-G, algunos se desarrollan en esquizontes multinucleados (núcleos múltiples en azul) como prevé el modelo anterior (vía canónica), pero otros se convierten directamente en gametocitos (marcadores rojos y verdes) en el mismo ciclo (vía exprés). Imagen: ISGlobal.

La razón por la que nada tenía sentido era porque estábamos interpretando nuestros resultados asumiendo que, cuando los parásitos deciden diferenciarse, deben pasar por una ronda adicional de replicación antes de convertirse. Esta era la idea ampliamente aceptada en el ámbito en ese entonces. No fue hasta que tuvimos uno de esos momentos ‘eureka’ en el que nos preguntamos “¿Y si la replicación no fuera obligatoria?”, que todas las piezas del rompecabezas comenzaron a encajar. Aun así, tuvimos que hacer un enorme esfuerzo para demostrar formalmente que los parásitos se pueden convertir en la fase sexual sin necesariamente replicarse tras haber “tomado la decisión”, pero para entonces sabíamos que el esfuerzo valía la pena.

Para algunos experimentos, Cristina y Oriol Llorà-Batlle (un estudiante predoctoral que ayudó mucho a Cristina en este proyecto) pasaron innumerables horas haciendo y analizando tediosos ensayos de placa que hace casi 30 años habían permitido formular el modelo previo de conversión sexual.

Muchos de los experimentos se realizaron y analizaron con un microscopio de fluorescencia en un pequeño cuarto oscuro. De izquierda a derecha: Núria Rovira, Cristina Bancells, Alfred Cortés y Oriol Llorà (recuadro). Oriol no estaba cuando hicimos la foto, pero pasó largas horas en este cuarto, como los otros miembros del equipo, analizando los experimentos. Imagen: ISGlobal.

Más tarde, nos complació saber que los resultados del equipo de Björn Kafsack, en el Weill Cornell Medical College de Nueva York, sobre secuenciación de ARN a partir de una sola célula, también apoyaban nuestro nuevo modelo. Colaboramos con ellos, y nuestra historia cobró fuerza. Por supuesto, nos enfrentamos a cierto escepticismo, pero no es de extrañar, ya que cambiar el dogma en cualquier dominio no es algo fácil.

Esto nos motivó a trabajar para obtener más evidencia sobre el nuevo modelo que proponemos y que creemos que ahora ha quedado completamente demostrado. Esperamos que este nuevo conocimiento facilite el diseño e interpretación de futuros estudios que buscan descifrar en detalle los procesos moleculares de esta fascinante etapa de la biología del parásito de la malaria.

Más información

• Bancells, C.; Llorà-Batlle, O.; Poran, A.; et al (2018). Revisiting the initial steps of sexual development in the malaria parasite ‘Plasmodium falciparum’. ‘Nature Microbiology’. ISSN 2058-5276 (‘on-line’).