Investigadores buscan “matar de hambre” al protozoario causante de la giardiasis

El desarrollo de un medicamento puede llevarse a cabo por dos caminos. Uno es mediante el ensayo y error: se prueban miles de compuestos para detectar aquellos que tengan potencial farmacológico; el otro camino consiste en estudiar ya sea a la enfermedad, o en otros casos, al organismo patológico que la ocasiona, para encontrar su talón de Aquiles y, a partir de ese conocimiento, diseñar un contraataque contundente.

Tal es el caso de un estudio publicado en mayo de 2011 en la revista Proteins: Structure, Function and Bioinformatics, que aporta conocimiento sobre cómo se podría atacar a Giardia lamblia, el protozoario causante de una de las parasitosis intestinales más comunes a nivel mundial. En México el porcentaje de personas que se infectan cada año con este protozoario va desde el 2%, hasta el 39%.

Según el artículo titulado Determining the molecular mechanism of inactivation by chemical modification of triosephosphate isomerase from the human parasite Giardia lamblia: A study for antiparasitic drug design, el grupo de investigación compuesto por científicos de la Universidad Nacional Autónoma de México, de la Universidad Autónoma Metropolitana y del Grupo de Bioquímica Genética del Instituto Nacional de Pediatría (INP), descifró en detalle la estructura de una molécula fundamental en la vida de la Giardia lamblia, e identificó una región de la misma que podría ser el blanco de ataque de nuevos medicamentos. 

En México, dos de los fármacos más comunes para atacar a Giardia son el albendazol y el metronidazol. Éstos se usan además para tratar una variedad de infecciones causadas por distintos tipos de microorganismos, desde algunas bacterias, hasta otros parásitos, como las amibas. 

No obstante la popularidad de ambos fármacos su uso comienza a verse con reserva, puesto que, además de los efectos secundarios que pueden generar en el paciente (dolor de cabeza, náuseas, erupciones en la piel, entre otros), ahora se sabe que son compuestos potencialmente carcinógenos (es decir, que pueden causar cáncer) y mutagénicos (son agentes que tienen la capacidad de inducir cambios en la información genética de quien los toma). Por otro lado, hay estudios que reportan la existencia de cepas de microorganismos resistentes al tratamiento. Esta resistencia puede provocar que el paciente se reinfecte con los microorganismos que no murieron con el tratamiento inicial de albendazol o metronidazol. 

Estos inconvenientes motivaron al grupo de científicos a buscar alternativas de tratamiento para combatir a Giardia lamblia. 

Según afirmó el maestro en ciencias Sergio Enríquez Flores, investigador del INP y coautor del artículo, “la ventaja de diseñar un fármaco que sea especie-específico es que se evita al máximo el daño a las células humanas”.

Tiro al blanco

Giardia es un patógeno que se adquiere mediante la ingesta de agua o alimentos contaminados. Una vez dentro, estos parásitos se multiplican en el intestino y de ahí pasan a las heces fecales. Aunque en muchos casos la infección es asintomática, hay otros en los que se presenta una amplia gama de síntomas, como fatiga, vómito, dolores abdominales y diarrea, que puede ser aguda o crónica. 

Para truncar este ciclo, la estrategia pensada por los investigadores del estudio consiste en “matar de hambre” a Giardia, al impedirle que aproveche la energía contenida en su alimento; sin ésta, sería imposible que dicho patógeno realizara el resto de sus funciones y entonces moriría. 

La obtención de energía de giardia depende principalmente de un proceso llamado glucólisis, en el cual la glucosa (la fuente más importante de energía de las células) que toma del humano, su hospedero, se descompone en partes más sencillas. En la glucólisis participan numerosas proteínas llamadas enzimas, que regulan la transformación de una molécula a otra; una de ellas, la triosafosfato isomerasa, es el blanco de ataque en la estrategia para diseñar un tratamiento contra la Giardia.

Aunque la triosafosfato isomerasa está presente en una gran variedad de seres vivos, desde bacterias hasta humanos, los investigadores sostienen que existen suficientes diferencias estructurales entre la proteína de Giardia y la de humano de las cuales echar mano, como para que se pueda atacar al parásito, sin afectar a la persona. 

Para descubrir las diferencias estructurales entre las enzimas de ambas especies, y al mismo tiempo, detectar las diferencias que fueran sensibles a alteraciones, el equipo de investigadores utilizó sondas, unos compuestos que se unen a sitios específicos de la enzima y la modifican químicamente. Los resultados mostraron que las sondas, al interactuar con un sitio particular de la triosafosfato isomerasa, provocaban su desactivación, dejándola inservible. Sin la función de esta enzima, la giardia ya no podría descomponer la glucosa para aprovecharla; la desactivación, suponen, conduciría a un déficit energético en el parásito y lo pondría en peligro de muerte. 

A la fecha, la investigación aún se encuentra en fase inicial, de acuerdo con el maestro Enríquez: “No queremos dejarlo en una propuesta solamente teórica; queremos alcanzar la parte clínica”. No obstante, argumentó que la etapa de transición no es fácil, en principio, porque deben pasar de un sistema in vitro a uno in vivo, en donde ya se trabaja con células y organismos. 

Los investigadores buscan un compuesto con características físicoquímicas similares a las sondas que emplearon. Por ahora, un compuesto que ha mostrado tener potencial contra giardia es el omeprazol, comúnmente utilizado para controlar la gastritis. Sergio Enríquez comenta que no se sabía de su efecto sobre el parásito; ellos lo descubrieron y ya comenzaron el trámite de patente de nuevo uso para este fármaco. Este compuesto ya mostró su efecto atigiardiásico en cepas comerciales de Giardia, y en cepas que los investigadores aislaron de pacientes del INP.

Respecto a los posibles efectos que el omeprazol pudiera generar en el paciente, el investigador aclaró: “Se está tramitando la patente de un nuevo uso de este compuesto para proponerlo como antigiardiásico. También tomamos como base la estructura del mismo para desarrollar nuevos compuestos altamente selectivos sobre la región de la triosafosfato isomerasa de giardia que nosotros proponemos.”