Infectious Diseases

Un equipo de científicos de la Universidad de California en Riverside ha descubierto que Toxoplasma gondii, un parásito común que afecta hasta a un tercio de la población mundial, es mucho más complejo de lo que se creía anteriormente. Los hallazgos, publicados en Nature Communications, ofrecen una nueva perspectiva sobre cómo T. gondii causa enfermedades y por qué ha sido tan difícil de tratar.

Los humanos contraen comúnmente la toxoplasmosis al consumir carne poco cocida o al exponerse a tierra contaminada o heces de gato. El parásito es conocido por su capacidad para esconderse en el cuerpo formando pequeños quistes en el cerebro y los músculos.

La mayoría de las personas infectadas no presentan ningún síntoma. Sin embargo, el parásito permanece en el cuerpo de por vida en forma de quistes, que pueden contener cientos de parásitos. Estos parásitos pueden reactivarse más adelante, especialmente en personas con sistemas inmunitarios debilitados, lo que a veces provoca problemas graves que afectan al cerebro o a los ojos. La infección durante el embarazo puede causar complicaciones graves en los bebés en desarrollo con sistemas inmunitarios limitados.

Hasta ahora, los científicos creían que los quistes contenían un único tipo de parásito uniforme que permanecía latente hasta su reactivación. Pero utilizando técnicas avanzadas de análisis de células individuales, el equipo de UC Riverside descubrió que cada quiste contiene múltiples subtipos distintos de parásitos, cada uno con diferentes funciones biológicas.

«Descubrimos que el quiste no es solo un escondite silencioso, sino un centro activo con diferentes tipos de parásitos orientados a la supervivencia, la propagación o la reactivación», dijo Emma Wilson, profesora de ciencias biomédicas en la Facultad de Medicina de la UCR, quien dirigió el estudio.

Wilson explicó que los quistes se forman lentamente bajo presión inmunitaria y están encerrados en una pared protectora, albergando cientos de parásitos de replicación lenta llamados bradizoítos. Aunque microscópicos, los quistes son relativamente grandes para los patógenos intracelulares, alcanzando hasta 80 micras de diámetro, y cada bradizoíta mide aproximadamente cinco micras de longitud. Residen principalmente dentro de las neuronas, pero también se encuentran comúnmente en los músculos esqueléticos y cardíacos, lo cual es importante ya que los humanos a menudo se infectan al consumir carne poco cocida que contiene estos quistes.

Según Wilson, los quistes son clínicamente y biológicamente significativos por varias razones. Son resistentes a todas las terapias existentes y permanecen en el cuerpo una vez establecidos. Facilitan la transmisión entre huéspedes. Cuando se reactivan, los bradizoítos se convierten en taquizoítos de replicación rápida que se diseminan por los tejidos, causando enfermedades graves como la encefalitis toxoplásmica (daño neurológico) o la toxoplasmosis retiniana (pérdida de visión).

Durante décadas, el ciclo de vida de Toxoplasma se ha entendido en términos demasiado simplistas, conceptualizado como una transición lineal entre las etapas de taquizoíta y bradizoíta. Nuestra investigación desafía ese modelo. Al aplicar la secuenciación de ARN de células individuales a parásitos aislados directamente de quistes in vivo, encontramos una complejidad inesperada dentro del propio quiste. En lugar de una población uniforme, los quistes contienen al menos cinco subtipos distintos de bradizoítos. Aunque todos se clasifican como bradizoítos, son funcionalmente diferentes, con subconjuntos específicos preparados para la reactivación y la enfermedad.

Emma Wilson, profesora de ciencias biomédicas, Facultad de Medicina de la UCR

Wilson reconoció que estudiar los quistes siempre ha sido un desafío técnico. Crecen lentamente, están incrustados en tejidos profundos como el cerebro y no se forman eficientemente en cultivos de laboratorio estándar. Como resultado, la mayoría de los estudios genéticos y moleculares de Toxoplasma se han centrado en taquizoítos cultivados in vitro, dejando poco comprendida la biología de los bradizoítos residentes en los quistes.

«Nuestro trabajo supera esas limitaciones utilizando un modelo de ratón que refleja estrechamente la infección natural», dijo Wilson. «Debido a que los ratones son un huésped intermediario natural de Toxoplasma, sus cerebros pueden albergar miles de quistes. Al aislar estos quistes, digerirlos enzimáticamente y analizar parásitos individuales, pudimos obtener una visión de la infección crónica tal como ocurre en el tejido vivo».

Wilson explicó que los tratamientos actuales para la toxoplasmosis pueden controlar la forma de rápido crecimiento del parásito que causa la enfermedad aguda, pero ningún fármaco existente puede eliminar los quistes.

«Al identificar diferentes subtipos de parásitos dentro de los quistes, nuestro estudio señala cuáles son los que tienen más probabilidades de reactivarse y causar daño», dijo. «Esto ayuda a explicar por qué los esfuerzos de desarrollo de fármacos anteriores han tenido dificultades y sugiere nuevos objetivos más precisos para futuras terapias».

La toxoplasmosis congénita sigue siendo una preocupación importante cuando la infección primaria ocurre durante el embarazo, lo que podría provocar resultados fetales graves. Aunque la inmunidad previa generalmente protege al feto, el cribado de rutina escasea en algunos países, lo que refleja la dificultad de controlar una infección que es común pero generalmente asintomática.

A pesar de su prevalencia, la toxoplasmosis ha recibido relativamente poca atención en comparación con otras enfermedades infecciosas. Wilson espera que el trabajo de su equipo ayude a cambiar esa perspectiva.

«Nuestro trabajo cambia la forma en que pensamos sobre el quiste de Toxoplasma«, dijo. «Reformula el quiste como el punto de control central del ciclo de vida del parásito. Nos muestra dónde dirigir nuevos tratamientos. Si realmente queremos tratar la toxoplasmosis, el quiste es el lugar en el que debemos centrarnos».

Wilson estuvo acompañada en el estudio por Arzu Ulu, Sandeep Srivastava, Nala Kachour, Brandon H. Le y Michael W. White. Wilson y White son los autores correspondientes del artículo.

El estudio fue apoyado por subvenciones del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los Institutos Nacionales de la Salud.