Análisis molecular del proceso de equistación en Giardia lamblia. (2007)
La Giardia lamblia (Giardia duodenalis o Giardia intestinalis) es un protozoario flagelado que infecta humanos. Parásito anaerobio que coloniza el intestino delgado del hospedero y causa la enfermedad conocida como Giardiosis, altamente prevalente en comunidades que no cuentan con los servicios sanitarios adecuados. El ciclo de vida de Giardia lamblia es sencillo. Hay sólo dos formas: el quiste adaptado para sobrevivir en el medio ambiente externo y el trofozoíto, la forma infectiva, que reside en el intestino del hospedero. Estos procesos de diferenciación se dan en respuesta a estímulos que provienen del ambiente. La Giardia puede ser cultivada in vitro y las dos diferenciaciones pueden ser inducidas simulando las condiciones presentes en el tracto gastrointestinal humano. Aunque se conocen cuales son los estímulos que desencadenan estos procesos, que son posiblemente unas de las respuestas adaptativas más primitivas desarrolladas por organismos nucleados, los mecanismos por los cuales se llevan a cabo aún no han sido bien caracterizados. La enquistación es de larga duración y en ella, sin ninguna duda, después del estímulo inicial hay expresión de genes necesarios para completar el proceso y sintetizar nuevos componentes celulares del quiste (aunque los detalles aún son obscuros). De la exquistación se conoce el estímulo inicial y la secuencia morfológica que lleva a la producción del trofozoíto, pero es poca y con frecuencia contradictoria, la información sobre los eventos moleculares que siguen al estímulo. Por un lado se plantea que en la exquistación sólo están involucradas vías activadas por segundos mensajeros. En estas se han hecho algunas exploraciones que indican que Calcio y Calmodulina tienen algún papel, pero pareciera ser un papel más bien tardío en la movilidad de los flagelos. Experimentos preliminares del grupo no están de acuerdo con esta conclusión, y sustentan un efecto en la señalización temprana. Hay informes sobre la participación del cAMP y de una proteina kinasa A (PKA) en el proceso. Sin embargo los resultados no dejan de ser ambiguos y no se ha podido inducir la exquistación activando directamente la PKA. Por otro lado, se ha reportado un inicio de transcripción diferencial después del estímulo de exquistación (es decir un control de nivel genético), pero en el reporte de la literatura no están identificados genes específicos. En nuestro grupo se describió la síntesis diferencial de mRNAs de enzimas del metabolismo energético. Sin embargo, no se puede asegurar, por la síntesis del mRNA,que en efecto durante la exquistación haya síntesis in vivo de las enzimas, ni siquiera que haya una activación o modulación de las mismas. Además, evidencias recientes señalan importantes analogías de la exquistación con la meiosis, aunque en la literatura está bastante aceptado que en Giardia la división es asexual. Todas estas evidencias y contradicciones generan una imagen obscura del fenómeno de la exquistación, pero dejan ver que hay en él, sucesos muy interesantes que si fueran bien entendidos tendrían seguramente implicaciones generales en otros procesos de diferenciación más complejos y de más difícil estudio. En este trabajo se proponen dos acercamientos específicos sobre los posibles ámbitos en los cuáles sería controlada la exquistación. Por un lado se va a estudiar, la expresión de genes cuyos productos se deberían estar expresando diferencialmente en la exquistación, como las enzimas del metabolismo energético y los factores involucrados en el control de la meiosis, y por otro lado, se van a estudiar sistemas de señalización molecular dependientes de Calcio o de CAMP. Con estos sistemas se tratará de detectar los efectos más tempranos, y se intentará simular en sistemas experimentales los efectos posteriores al estímulo. Para lograr ese objetivo proponemos distintos enfoques. Haremos uso de la moderna bioinformática y de los bancos de datos disponibles.