La investigación Compuestos orgánicos volátiles asociados a la infección por Plasmodium falciparum in vitro (2017), impulsada por el grupo de la Dra. Carmenza Spadafora del INDICASAT-AIP, ha sido el comienzo de una historia global
Por: Violeta Villar Liste
Desde el Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades se impulsan investigaciones estratégicas, que entre otros objetivos buscan “incidir en la manera en la cual el país ve la biodiversidad como fuente de nuevos medicamentos para la humanidad”
Ricardo Correa era estudiante de Doctorado cuando junto a su tutora, la Dra. Carmenza Spadafora, coordinadora del Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades (CBCMe) del Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología de Panamá (INDICASAT-AIP), logran describir por primera vez la existencia de compuestos volátiles dentro de las vesículas extracelulares del parásito de la malaria.
Estos compuestos volátiles los define la Dra. Spadafora, de manera sencilla, como “unas sustancias que son soltadas por las células para usarlos en su comunicación intracelular”.
Es como el “perfume” o el “aliento” que exhalan estas células para lograr una comunicación efectiva entre ellas o posiblemente, con su vector de transmisión.
Los compuestos volátiles también se pueden entender si se piensa en el olor de las plantas, de aceites e incluso de la enfermedad.
El estudio Compuestos orgánicos volátiles asociados a la infección por Plasmodium falciparum in vitro, publicado el 2 de mayo de 2017 (Correa, R., Coronado, LM, Garrido, AC et al. Compuestos orgánicos volátiles asociados a la infección por Plasmodium falciparum in vitro. Parasites Vectors 10 , 215 (2017). https://doi.org/10.1186/s13071-017-2157-x) resumirá los alcances de esta misión de conseguir compuestos volátiles.
Es preciso entender que el “Plasmodium falciparum es el parásito protozoario que causa la variante más grave de casos de malaria en todo el mundo”, enfermedad en cuyo control y eliminación trabaja parte del equipo de la Dra. Spadafora.
Este control pasa por evitar la transmisión. Al respecto, los autores señalan que “se han hecho muchos esfuerzos para descifrar cómo los mosquitos se sienten atraídos por los humanos con el fin de buscar nuevas formas de detener la transmisión”.
El estudio (ver detalles en el enlace siguiente: https://parasitesandvectors.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13071-017-2157-x#article-info) permitió detectar cerca de “100 compuestos orgánicos volátiles que variaban en su proporción y presencia en las muestras” de glóbulos rojos infectados y no infectados por P. falciparum.
Lo cierto es que consiguieron atrayentes de insectos que se encuentran en las plantas y que podrían explicar que un mosquito, al sentirse “cautivado” por el paciente con malaria, lo pique y perpetúe el ciclo de la enfermedad al picar a personas sanas, quienes luego enfermerán.
Estas conclusiones fueron leídas con detenimiento por el equipo del Proyecto VOLATEVS, financiado por el Programa Marco Horizonte Europa de la Comisión Europea, y que justamente tiene “como objetivo investigar el potencial de analizar los compuestos orgánicos volátiles emitidos por vesículas extracelulares como un enfoque innovador para el diagnóstico de enfermedades”.
Este estudio fue el “eureka”, la confirmación de una hipótesis y un adelanto en la investigación.
Gracias a este estudio, que tuvo su origen en la tesis doctoral de Ricardo Correa, y luego acompañó otra parte del equipo de la Dra. Spadafora, el INDICASAT-AIP forma parte del proyecto del VOLATEVS. Son las instituciones:
- Universidad de Ciencias de la Vida de Estonia (EMU) ESTONIA
- Universidad Tor Vergata de Roma (UNITOV) ITALIA
- Instituto de Química Macromolecular Petru Poni (ICMPP) RUMANIA
- SC MGM Star Construct SRL (MGM) RUMANIA
- Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (INDICASAT) PANAMA
- Universidad de Monash Malasia (MONASH) MALASIA
- Universiti Malaysia Sarawak (UNIMAS) MALASIA
- Universidad de Lund (LU) SUECIA
Una nariz poderosa para “oler” la enfermedad
El proyecto VOLATEVS tiene varios objetivos:
1.Aislamiento y caracterización de vesículas extracelulares
- Análisis de volátiles por GC-MS (cromatografía de gases y espectrometría de masas)
- Estudios de espectroscopia vibracional
- Sistema de nariz electrónica
- Desarrollo de software para análisis de datos
El sistema de nariz electrónica, que a su vez se conecta con las demás líneas de investigación, es un proyecto innovador ya en marcha por parte del consorcio VOLATEVS.
En esencia, se trata de “programar” a la nariz electrónica para que pueda detectar en los compuestos volátiles orgánicos producidos por las vesículas extracelulares de los pacientes, enfermedades como malaria, dengue e incluso cáncer.
En Rumania e Italia ya están trabajando con prototipos y cada centro de investigación del consorcio aporta su experiencia.
De hecho, en un proyecto complementario, con un científico de Estonia, en la provincia de Darién se realizarán estudios para recolectar muestras de aliento de pacientes que tengan malaria, zika o chikungunya, o estén sanos, para ayudar a la programación del algoritmo del sistema: la idea es establecer patrones para diferenciar cada enfermedad.
El proyecto VOLATEVS se extenderá por dos años más. Este trabajo colaborativo también comprende estancias académicas que permiten a los participantes intercambiar experiencias y conocimiento.
Para Panamá, a través del INDICASAT-AIP, es un orgullo saber que sus científicos marcan pauta en el mundo.
Todo comenzó en el año 2008
Este trabajo vinculado con la malaria, y que le abrió al INDICASAT-AIP las puertas del consorcio europeo, es parte de un esfuerzo mayor que inició en el año 2008, cuando la Dra. Carmenza Spadafora crea su grupo de investigación, por el cual han pasado, estudiantes de licenciatura, doctorado y postdoctorado, como también pasantes y técnicos.
Publicaciones, hallazgos y trabajos colaborativos con instituciones internacionales, permiten que Panamá tenga en su comunidad científica una embajadora y una ventana de proyección.
Una de sus áreas de investigación es consustancial con la tarea del INDICASAT-AIP de “incidir en la manera en la cual el país ve la biodiversidad como fuente de nuevos medicamentos para la humanidad”, afirma.
Son varias las líneas de investigación que acompañan el esfuerzo desde el Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades (CBCMe).
–Descubrimiento de fármacos a partir de productos naturales: trabajan para la cura del Mal de Chagas, malaria y leishmaniasis. También para toxoplasmosis. Además de la investigación local, funcionan como centro de pruebas de compuestos que remiten sus socios internacionales.
-Descubrimiento del “receptor X” de invasión de P. falciparum: Sus resultados “cerraron una brecha importante y de larga data en la comprensión del mecanismo de invasión de eritrocitos por P. falciparum que eventualmente contribuirá a el desarrollo de una vacuna efectiva en etapa sanguínea”.
-Biología sintética: Se integraron a este campo con un grupo de jóvenes que lograron una medalla de bronce en competencia organizada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) con la idea de crear un biosurfactante ramnolípido que pudiera ayudar a limpiar derrames de petróleo, entre otras aplicaciones”. Ahora trabajan en el desarrollo de un biosensor que permita detectar la presencia de cianuro en agua y así advertir a la población si el consumo es o no seguro.
-Curar la malaria sin drogas: Su idea logró convencer a la mismísima Fundación Bill y Melinda Gates que financió las fases I y II. Sin medicamentos 100% efectivos, lograr que el electromagnetismo pueda “aturdir” y acabar con el parásito, es una idea cada vez más real. El diseño del mecanismo para lograrlo ha generado alianzas con instituciones como la Universidad Tecnológica de Panamá (UTP) y la compañíaSC MGM Star Construct SRL (MGM) RUMANIA.
-Señales de comunicación en P. falciparum: esta línea de investigación es vinculante con el estudio de las formas de comunicación del P. falciparum y que hizo posible la colaboración internacional con el consorcio VOLATEVS, gracias a los estudios pioneros desde el INDICASAT-AIP.
Detrás de cada línea de investigación hay un equipo valioso, su “team” de cuyos logros estaremos escribiendo en diálogos siguientes.
Por: Violeta Villar Liste | [email protected]
