25 agosto, 2021

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La manifestación poco conocida de la tenia solitaria

En las profundidades del intestino delgado puede habitar un extraño huésped. Parece un fetuchini tan largo como una anaconda, pero dividido en decenas de pequeños segmentos llamados proglótides. Vive anclado a la pared intestinal por unos espeluznantes ganchos y ventosas que tiene en la cabeza (si así se le puede llamar a eso). No tiene boca porque se alimenta a través de la piel. Es la famosa tenia solitaria.

Escólex de Taenia solium con cuatro ventosas y rostelo con ganchos. Fuente: CDC.

Le llaman solitaria porque no necesita de una compañera (o compañero) para poder formar una familia. Son hermafroditas. Cada proglótido maduro tiene su propio suministro de óvulos y esperma, capaces de producir unos 60 000 huevos muy resistentes que son liberados a través de nuestras heces. Al menos seis segmentos llenos de huevos son liberados cada día por una persona infectada.

Cuando los cerdos comen alimentos contaminados con heces humanas, común en algunas zonas de la sierra y selva del país, pueden estar ingiriendo los huevos de la tenia. Una vez dentro, el embrión es liberado del huevo y atraviesa la pared del intestino, alcanzando el torrente sanguíneo. A través de él viaja hacia los tejidos musculares donde forma un quiste apenas visible llamado cisticerco.

Si analizamos el cisticerco bajo un microscopio veremos a la larva con la espeluznante cabeza completamente ensamblada. Ya está preparada para que, una vez ingrese al cuerpo humano a través de un plato de chicharrón o un asado de cerdo mal cocido, se adhiera rápidamente a nuestros intestinos donde alcanza su madurez y reincida su ciclo de vida.

Tener una enorme solitaria en el intestino puede ser algo molesto, pero no es lo peor que nos puede ocurrir. A veces, lo que ingerimos no son los cisticercos sino los mismos huevecillos. Es entonces cuando la tenia solitaria nos trata como si fuéramos unos cerdos...

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Un día llega al servicio de emergencia del hospital Guillermo Almenara, en La Victoria, un anciano de 82 años, natural de Huancayo, que presentaba deterioro en sus facultades cognitivas. Cualquiera pensaría que esto se debía a su avanzada edad. Pero lo que más preocupó a los médicos fueron las convulsiones, los ataques epilépticos, la desorientación y la pérdida de la fuerza motora en la parte derecha del cuerpo. No tenía fiebre y el resto de sus signos vitales parecían normales. Sin embargo, notaron la presencia de unos pequeños bultos bajo la piel, cerca al tronco y las extremidades. Una prueba de western blot confirmó que el paciente tenía cisticercosis.

¿Serían estos parásitos los que le provocaban los daños neurológicos al anciano? Los médicos mandaron al paciente a sacarse una tomografía y una resonancia magnética cerebral para ver si habían quistes en el encéfalo (neurocisticercosis) y esto fue lo que encontraron:

Resonancia magnética nuclear cerebral. A) corte axial y B) corte coronal del cerebro. Fuente: Maquera-Afaray et al. (2014) 

La imagen es impactante. No hay que ser médico para ver claramente los quistes diseminados en ambos hemisferios del cerebro, la órbita ocular [Figura A], el tronco encefálico, el cerebelo y bajo la piel del cuello [Figura B]. En la imagen de la izquierda se ven los quistes oscuros y, en la derecha, brillantes.

Cuando las larvas alcanzan el cerebro forman quistes que pueden medir un centímetro de diámetro. El cerebro se transforma en una especie de queso suizo, provocando serios daños neurológicos en la persona, especialmente, ataques epilépticos.

La neurocisticercosis es bastante común en Latinoamérica, con al menos unos 400 000 infectados, de los cuales 30 000 estarían en Perú.

Pero lo más sorprendente de este caso no fueron los quistes en el cerebro, sino los que estaban diseminados por todo el cuerpo del anciano, comprometiendo los pulmones, el corazón, el hígado, el páncreas, la pelvis y las extremidades.

Resonancia magnética nuclear de tórax (izquierda) y abdomen (derecha). Las bolitas brillantes vienen a ser los quistes.

Resonancia magnética nuclear de pelvis. Corte tangencial (izquierda) y transversal (derecha).

Esta manifestación de la enfermedad llamada cisticersosis diseminada (CCD) es extremadamente rara. Solo un centenar de casos reportados en el mundo, la mayoría en la India donde es más común el tipo de cisticercosis subcutánea (quistes bajo la piel, por lo general, asintomáticos). En el Perú, este fue el primer caso documentado de CCD con extenso compromiso de diferentes órganos.

No obstante, a pesar que el anciano era prácticamente la nave nodriza de los parásitos, un tratamiento con albendazol y prednisona por dos semanas fue suficiente para que se recuperara. Lamentablemente, a los pocos meses de haber sido dado de alta fallece por una neumonía.

Referencia:

Maquera-Afaray J, Capaquira E, Conde L. Cisticercosis diseminada: reporte de un caso en PerúRev Peru Med Exp Salud Publica. 2014;31(2):370-4.

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Si las imágenes presentadas te sorprendieron, mira esta otra de una resonancia magnética de cuerpo completo de un paciente mongol con CCD.

CCD en un paciente de Mongolia. Fuente: Soo Yong Park et al. (2011).

04 agosto, 2021

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Virus protectores de orugas

Las larvas de lepidópteros —grupo taxonómico al que pertenecen las polillas y mariposas— no tienen una vida fácil. Por un lado, son infectadas por virus que controlan sus movimientos y las disuelven desde su interior; y, por otro, son usados como nidos y alimento de larvas de avispas parasitoides. Es cierto que algunas son plagas de diversos cultivos y no merecen nuestra mayor consideración, como es el caso del gusano cogollero (Spodoptera frugiperda); pero otras se convierten en bellas mariposas que cumplen roles importantes en el ecosistema. 

Esta competencia entre virus y avispas parasitoides por someter a las pobres orugas generó un interesante proceso evolutivo que fue descrito en un reciente estudio publicado en Science. Las orugas infectadas por ciertos tipos de virus producían unas proteínas conocidas como factores de muerte de parasitoides (PKF, por sus siglas en inglés), que son tóxicas para las larvas de las avispas que se desarrollan en su interior. Es decir, las orugas se vuelven resistentes a sus avispas parasitoides.

Las PKF ya eran conocidas hace varias décadas, pero no se sabía de dónde procedían. Al analizar los genes que las codifican observaron que estaban presentes en diferentes grupos de virus, como los baculovirus, ascovirus y entomopoxvirus; y también en el genoma de algunos lepidópteros. Esto indicaba que hubo una transferencia de genes entre los virus y los insectos. Es decir, eran "transgénicos naturales". De esta forma, las orugas podrían resistir el ataque de las avispas parasitoides sin la necesidad de estar infectadas por los virus, lo que explicaría por qué algunas plagas adquieren resistencia a sus controladores biológicos.

Árbol filogenético de las secuencias de los PKF. Fuente: Gasmi et al. (2021).

Pero la historia no termina aquí. Resulta que hay avispas parasitoides como la Meteorus pulchricornis que, al poner sus huevecillos en las orugas, les transmiten un ascovirus que inactiva el efecto tóxico de las PKF. De esta manera, sus larvas pueden sobrevivir dentro de su hospedero que en teoría es resistente. Sin embargo, aún no está claro por qué algunos virus tienen los genes para las PKF y otros no. Tampoco se sabe si todas las PKF funcionan de la misma manera o si hay otros genes que juegan un papel protector similar.

01 agosto, 2021

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Frijoles transgénicos desarrollados en Brasil llegan a los mercados

En septiembre de 2011, la Comisión Técnica Nacional de Bioseguridad de Brasil aprobó el cultivo de un frijol genéticamente modificado desarrollado por la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa). La decisión marcó un hito en el desarrollo biotecnológico de la región. Era el primer producto transgénico con fines comerciales desarrollado íntegramente por una institución pública (aunque parte del financiamiento derivaron de las regalías obtenidas por Monsanto).

La característica de este frijol es su resistencia contra el virus del mosaico dorado (BGMV) transmitido por la mosca blanca (Bemisia tabaci). Este virus provoca una reducción del tamaño de las plantas, el aborto de flores y la deformación de vainas y granos, que pueden llevar a la pérdida total del cultivo cuando la infección es temprana. Controlar el vector es complicado. Requiere de una combinación de prácticas culturales (regular fechas de siembra, utilizar cercos vivos, eliminar residuos de cosecha previa, entre otros) y aplicación de insecticidas (los neonicotinoides son los más efectivos, pero perjudiciales para insectos benéficos). Gracias a la ingeniería genética, el frijol desarrollado por Embrapa puede defenderse por sí mismo.

Síntomas del BGMV. Fuente: Embrapa.

Silenciar genes

En 1977 Jean y Peter Medawar hicieron la mejor descripción de lo que es un virus: “malas noticias envueltas en proteína“. Las malas noticias están escritas en formato ARN (como en los coronavirus) o ADN (como en el BGMV). ¿Cuál es el mensaje? Instrucciones para fabricar más virus, es decir, los genes necesarios para hacer muchas copias del mensaje y para producir las proteínas que protegerán el mensaje. Para ejecutar esta tarea, los virus requieren de insumos y herramientas. Esto lo consiguen invadiendo inocentes células.

¿Cómo evitarlo? Podemos impedir la entrega del mensaje o bloquear la lectura del mensaje. Nuestro sistema inmune hace lo primero. Fabrica anticuerpos que reconocen las proteínas del virus y facilitan su destrucción antes que infecten las células. Las plantas no cuentan con ello, pero ¿qué hay de la segunda estrategia?

En 2006, los científicos estadounidenses Andrew Fire y Craig Mello recibieron el Premio Nobel de Medicina por descubrir un mecanismo que usan las células eucariotas (como de las plantas) para evitar que un gen se convierta en proteína.

Recordemos que los genes están escritos en formato ADN, conformado por dos hebras complementarias (A con T y C con G). Sin embargo, los ribosomas solo leen el formato ARN que solo tiene una hebra. Así que el gen de ADN primero debe transcribirse a ARN. A este intermediario se le conoce como ARN mensajero (ARNm).

Fire y Mello observaron pequeñas moléculas de ARN con secuencias complementarias al ARNm de ciertos genes, que se pegaban a estos formando un ARN de doble hebra (ARNdh). Los ARNdh son destruidos por las células antes que se traduzcan en proteínas. A este mecanismo de regulación de la expresión genética se le conoce como silenciamiento de genes por ARN de interferencia (ARNi).

Silenciamiento de genes por ARN de interferencia. Fuente: Sylentis.

Resistencia al BGMV

Los investigadores de Embrapa aprovecharon esta estrategia para bloquear el mensaje del BGMV cuando infectara el frijol. A partir de la secuencia genética del virus, diseñaron un pequeño fragmento de ADN complementario al gen rep —que es indispensable para la replicación del virus— para generar un ARNi y silenciarlo. De esta manera, la planta no manifestaba los síntomas de la enfermedad. Era “inmune” al BGMV.

El frijol transgénico fue sometido a diversas pruebas. Observaron si el gen introducido era estable por varias generaciones. Determinaron el nivel de resistencia al virus. Analizaron su inocuidad y seguridad para el consumo humano. Evaluaron cualquier efecto no intencional sobre el ambiente y la biodiversidad. Con toda esta información elaboraron un expediente de 500 páginas donde demostraban la seguridad del producto, que fue evaluado y, finalmente, aprobado por la entidad reguladora en 2011.

Desarrollo de variedades comerciales

El hecho que una planta transgénica sea autorizada para ser cultivada, no significa necesariamente que esté lista para ser usada. Primero se debe desarrollar las variedades comerciales. Es decir, cruzar el frijol transgénico con cultivares de alto rendimiento y productividad, buena calidad del grano, adaptadas a los diferentes agroecosistemas y que son preferidas tanto por agricultores como por los consumidores locales.

Este proceso tomó varios años, hasta que en 2019 Embrapa lanza el primer cultivar transgénico llamado BRS FC401 RMD (Resistente ao Mosaico Dourado). Fue producto del cruzamiento entre el frijol transgénico —desarrollado en la variedad “Olathe Pinto”— con la variedad carioca BRS Pontal. Ambos son frijoles moteados o “pinto“, muy consumidos en Brasil. Embrapa también evalúa desarrollar otras variedades de frijol RMD, a parte del carioca. Se consideró un frijol negro RMD con fines de exportación, pero antes el evento transgénico debe estar autorizado para consumo humano en el país de destino.

A inicios de 2020, Embrapa otorgó a dos semilleristas locales 2000 Kg de semilla de frijol transgénico para que se encarguen de multiplicarlo y comercializarlo. Para la campaña 2020-2021 se produjeron 90 toneladas de semilla BRS FC401 RMD suficiente para cubrir unas 1500 hectáreas, de las casi tres millones que se siembran en Brasil. Todavía es poco, pero la adopción de una nueva variedad toma su tiempo, más aún si es transgénica porque dependerá de la aceptación por parte de los consumidores.

Frijol transgénico en tiendas

Han pasado más de quince años del día en que, en una placa Petri, unas células de frijol adoptaron un fragmento de ADN que les haría inmunes frente al virus del mosaico dorado. El frijol BRS FC401 RMD ya se encuentra en las tiendas, al menos, en Goiânia. Y, tal como exige la normativa brasileña, está etiquetado para que el consumidor pueda reconocerlo como transgénico (una T negra dentro de un triángulo amarillo) y decidir si comprarlo o no.


La biotecnología ofrece soluciones a problemas que aquejan a los agricultores. No son la panacea, pero sí una herramienta muy útil que, sumadas a otras como el manejo integrado de plagas o las mismas prácticas agroecológicas, pueden hacer que la agricultura sea mucho más sostenible y resiliente.

Los efectos del cambio climático en la agricultura ya los estamos sintiendo: sequías prolongadas, heladas frecuentes, inundaciones, presencia de plagas en nuevos nichos ecológicos, caída de rendimientos por altas temperaturas, etc. Requerimos cambios profundos en nuestro estilo de vida y patrones de consumo, pero también herramientas para adaptarnos rápidamente a estos cambios.

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Nota: Artículo publicado originalmente el 20 de julio de 2021 en Expresión Genética del diario El Comercio.