Trabaja en varios objetivos: desde cumplir con la meta del grupo de investigación de usar energía electromagnética contra el parásito de la malaria, “hasta usar pinzas ópticas para estudiar los cambios mecánicos que sufre la membrana del eritrocito infectado con P. falciparum ante diversos tratamientos”
Por: Violeta Villar Liste | Fotos: Cortesía
En el año 2018, la Dra. Coronado ganó el premio L`Oreal/UNESCO Mujeres por la Ciencia de Panamá 2018 para jóvenes investigadoras
El Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología AIP (INDICASAT-AIP) queda en Ciudad del Saber.
Es un edificio; un gran laboratorio donde las personas producen conocimiento, investigación científica biomédica y servicios tecnológicos.
Esta investigación tiene impacto en la calidad de vida de la sociedad, porque entre otras causas con propósito, busca nuevas maneras de abordar enfermedades desatendidas tipo malaria, que solo durante la semana epidemiológica N°36, de acuerdo con el Ministerio de Salud (Minsa) de Panamá, tuvo un registro de 67 nuevos casos en todo el país.
Científicas como la Dra. Lorena Coronado forman parte de esta casa del saber, y en concreto del grupo de investigación del Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades (CBCMe) del Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología de Panamá (INDICASAT-AIP), que lidera la Dra. Carmenza Spadafora.
“Es graduada de doctorado del programa de la Universidad Acharya Nagarjuna de la India y de INDICASAT AIP. Su principal línea de investigación involucra la biofísica del parásito de la malaria, Plasmodium falciparum”.
Trabaja en varios objetivos: desde cumplir con la meta del grupo de investigación de usar energía electromagnética contra el parásito de la malaria, “hasta usar pinzas ópticas para estudiar los cambios mecánicos que sufre la membrana del eritrocito infectado con P. falciparum ante diversos tratamientos” y participar en un esfuerzo global por detener la transmisión de la malaria.
¿Por qué es importante esta línea de investigación? “Porque abre la puerta a tratamientos alternativos para diversas enfermedades” y acerca la salud a la población.
En el año 2018, la Dra. Coronado ganó el premio L`Oreal/UNESCO Mujeres por la Ciencia de Panamá 2018 para jóvenes investigadoras “por su trabajo relacionado con este proyecto y su dedicación a liderar a estudiantes más jóvenes con pasión por la ciencia”.
Sobre estas investigaciones, sigue el diálogo a continuación.
Pinzas ópticas, herramienta en el estudio de antipalúdicos
La Dra. Lorena Coronado pone en contexto la situación global con la malaria:
“El parásito Plasmodium falciparum infectó a más de 240 millones de personas y mató a alrededor de 600.000 pacientes solo el año pasado. Un aspecto clave de la fisiopatología de P. falciparum es el aumento de la rigidez y adhesividad de la membrana de los glóbulos rojos infectados (iRBC)”.
Ocurre que los glóbulos rojos tienen capacidad para deformarse. Esta característica resulta vital para que puedan pasar por los pequeños capilares “y cumplir la función de intercambio de oxígeno en los tejidos y órganos”.
Se ha determinado que el P. falciparum “genera efectos fisiopatológicos significativos después de invadir los glóbulos rojos en el torrente sanguíneo, particularmente las propiedades mecánicas de las células huésped”.
Esta acción provoca “modificaciones en la membrana plasmática de los glóbulos rojos al aumentar la rigidez y la citoadherencia”.
Entender este proceso de deformación celular es importante para identificar “características y mecanismos biológicos desconocidos durante la infección por malaria”.
La Dra. Coronado señala que como primera línea de su trabajo le interesa medir las propiedades biomecánicas de las células infectadas por el parásito y cómo estas propiedades pueden cambiar como respuesta al tratamiento con antimaláricos.
Para conocer este proceso se propuso el empleo de las pinzas ópticas (OT) “como una herramienta a objeto de evaluar y detectar el mecanismo de acción de un fármaco. El diseño experimental de OT de este estudio se utilizó para comparar la rigidez de la membrana plasmática de los glóbulos rojos no infectados (uRBC) y los iRBC, lo que demuestra que los iRBC eran cuatro veces más rígidos. El aumento de la rigidez fue más evidente en los glóbulos rojos infectados por la etapa de esquizonte de P. falciparum”.
De igual modo, “caracterizamos la deformabilidad de la membrana de los iRBC in vitro bajo la concentración activa de antipalúdicos comunes en cepas de P. falciparum resistentes y no resistentes a los medicamentos. Además, también determinamos que el aumento de la rigidez de la membrana de los uRBC durante la infección por P. falciparum, conocido como efecto espectador, se revierte parcialmente con los medicamentos antipalúdicos. Estos hallazgos sugieren que las mediciones mecánicas unicelulares tienen usos potenciales en la medicina personalizada al caracterizar la respuesta al tratamiento de la malaria”.
Estos resultados están contenidos en el estudio financiado por SENACYT (FIED19-R1-007). Fue publicado en Frontiers in Malaria 2024: Optical tweezers to measure the elasticity of red blood cells: A tool to study the erythrocyte response to antimalarials. Autores: Doriana Dorta, Patrick Padmore, Ricardo Correa, Laura Pineda, Carmenza Spadafora, Erick Sarmiento-Gómez, Lorena M Coronado.
La Dra. Coronado explica que estas pinzas ópticas constituyen un equipo único en la región. Se adquirieron gracias a una convocatoria de infraestructura de Senacyt y su uso está abierto a otros investigadores del país e incluso de la región, a través de su solicitud como servicio en la página web de Indicasat AIP (https://indicasat.org.pa/)
Los eritrocitos de los donantes voluntarios no responden igual a la infección por el parásito
Esta investigaciónsobre las propiedades biomecánicas de las células infectadas por el parásito, está vinculada con un trabajo reciente que la Dra. Coronado, y el grupo de investigación de la Dra. Spadafora, acaban de someter como artículo a publicación.
Estudian “si las propiedades biomecánicas de los eritrocitos sanos de las personas guardan alguna relación con la capacidad de invasión del parásito causante de la malaria”.
Han visto “que la capacidad y eficiencia de invasión de los parásitos es distinta en cada persona”.
De igual modo, estudiaron “el efecto que tiene el almacenaje de la sangre en frío para su posterior uso en el cultivo in vitro de Plasmodium en la capacidad de invasión”.
Lograron determinar “que sí hay diferencias en la eficiencia de invasión en cada persona y que está relacionada con la rigidez que tienen estas células de manera intrínseca en cada donante lo que puede determinar su susceptibilidad a la infección por malaria”.
Que las personas respondan de manera diferente a la infección es un conocimiento que ayuda a mejorar “las condiciones ideales para el manejo del cultivo in vitro del parásito en el laboratorio. De la misma manera, estos cambios en las membranas se podrían utilizar como biomarcador para determinar si un compuesto tiene la capacidad de bloquear la invasión del parásito”.
Esta investigación contempla probar compuestos sintéticos naturales, como parte de un trabajo colaborativo con la Universidad de Salamanca de España.
Evitar la transmisión del parásito de la malaria
Un trabajo con la Universidad de Glasgow y la Universidad de Zurich, con el prestigioso grupo de investigación del Dr. Matthias Marti, apoya otra investigación de la Dra. Lorena Coronado junto con el grupo de investigación del Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades (CBCMe).
Financiado por Senacyt, con la convocatoria de Movilidad de investigación 2023 (DDCCT 204-2023), es su objetivo “introducir un nuevo bioensayo para estudiar compuestos que bloqueen la trasmisión del parásito de la malaria en su fase sexual”.
De manera sencilla, ocurre que el mosquito, luego de picar al hospedero (el ser humano), lo enferma. Una vez la persona recibe tratamiento, desaparecen los síntomas y las formas asexuales , pero muchas veces se mantienen las formas sexuales en el hospedero que son mucho más resistentes a los tratamientos y esto determina que continúe el ciclo de transmisión de la enfermedad.
Para que el mosquito pueda succionar el llamado gametocito (la forma del parásito de la malaria que se transmite al mosquito vector) que se encuentra en el hospedero, este gametocito requiere estar en circulación.
“Los gametocitos, en fases tempranas, tienen un marcado aumento en la rigidez de su membrana y para evitar ser removidos por el bazo pasan a ser secuestrados en la médula ósea. Es la desfosforilación de su citoesqueleto y disminución en la rigidez lo que permite que regresen de su secuestro y entren nuevamente en circulación para ser succionados antes de ser removidos por el bazo”.
Esta realidad plantea la necesidad “de trabajar en invertir o bloquear de alguna manera estos cambios de rigidez y así evitar la circulación de estos gametocitos maduros en estadío V y bloquear el ciclo de trasmisión”.
Se trata de evitar que continúen circulando en el torrente sanguíneo, incluso de una persona que ya no tiene síntomas de malaria, para frenar la posibilidad de una nueva infección por un mosquito sano, que al picar al hospedero, se contamina por estos gametocitos.
La investigadora anunció que Eveline Alaín y Jahiro Gómez, parte del equipo, “se encuentran actualmente capacitándose en las técnicas de producción, cultivo y caracterización de las distintas etapas de la fase sexual de P. falciparum “, justo en la Universidad de Glasgow y Universidad de Zurich con el grupo del Dr. Matthias Marti.
Evitar que el parásito se siga multiplicando en el propio ser humano e infecte a los mosquitos, es un esfuerzo que une a la ciencia panameña con centros de investigación de impacto global.
Ciencia colaborativa para dar respuestas a una enfermedad que afecta a comunidades pobres y a comunidades rurales. Buscar tratamientos y terapias efectivas es parte de la misión de la ciencia de reducir brechas y avanzar en equidad.
Por: Violeta Villar Liste | Fotos: Cortesía
