Sistema Respiratorio de la Taenia crassiceps es el segundo proyecto de la línea de
investigación "Estudio del metabolismo intermediario y bioenérgetico" que se desarrolla en
el departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina, bajo la dirección de la maestra
en ciencias químicas Patricia del Arenal.
Este proyecto consiste en identificar la o las vías alternas que participan en el metabolismo
aerobio del cisticerco de Taenia crassiceps; identificar los componentes que constituyen estas
vías y tratar de definir los sitios de bifurcación de éstas.
El conocimiento del metabolismo intermediario de organismos parásitos, nos permite
conocer cuáles son las diferencias que en este aspecto existen entre el parásito y el huésped,
y abre la posibilidad del desarrollo de fármacos que tengan efecto en aquellas rutas
exclusivas del parásito.
Dentro de los parásitos que afectan al hombre, se calcula que los helmintos infectan
aproximadamente a 4.5 billones de habitantes del planeta, dentro de ese grupo, la clase
céstoda a la que pertenece el género Taenia tiene gran importancia médica tanto en México,
Latinoamérica como en Africa y Asia.
En términos generales Taenia es el género de los céstodos que incluye gusanos planos,
endoparásitos. Los adultos residen en las vías intestinales de vertebrados y las larvas en los
tejidos de los vertebrados e invertebrados. Estos vermes son alargados con segmentos
llamados proglótidos, que al madurar contienen los órganos reproductores de ambos sexos;
al romperse el proglótido grávido libera de 30 a 50 mil huevos. La extremidad anterior u
órgano de presión, el escólex, está provisto de ventosas y, a menudo, de ganchos.
En este caso, el céstodo Taenia crassiceps se caracteriza por ser un organismo similar a la
Taenia solium, el parásito adulto, cuyo único huésped definitivo es el hombre; tiene de 2 a
8 m. de longitud y de 800 a 1000 proglótidos; también conocido como la taenia del cerdo.
La forma larvaria, Cysticercus cellulosae, se ha identificado en bovinos, ovinos, venados y en
el hombre.
"Casi todos estos parásitos tienen uno o dos huéspedes que en algunas ocasiones infectan
al hombre en su forma adulta y de otra manera diferente en la larvaria; en cambio, el
huevecillo es de vida libre''.
Los céstodos tienen un ciclo de vida complejo, en donde pueden alternar estados de vida
libre con estados parasitarios dentro de uno, dos o más hospederos. Durante este ciclo el
parásito está expuesto a hábitats diferentes en donde se pueden presentar cambios de pH,
temperatura, cantidad de nutrientes, presión de oxígeno, etc.
La neurocisticercosis humana, es una enfermedad causada por la larva de Taenia solium
cuando se localiza en el sistema nervioso central, en su forma adulta habita en el intestino
causando taeniasis, ahí puede llegar a vivir hasta 25 años.
El usar a la Taenia crassiceps como un modelo de estudio, tiene ventajas con respecto al
estudio de Taenia solium: es un parásito cercano a ésta, sin ser infectivo para el hombre. La
forma larvaria (cisticerco) se puede obtener en forma relativamente fácil y económica,
debido a que en esta etapa se divide asexualmente por gemación, "si inoculamos en el
peritoneo de un ratón entre 10 a 15 cisticercos, éstos no dañan al ratón y al cabo de 6 meses
obtenemos alrededor de mil a 1 500 organismos".
Por estas ventajas es que la maestra Patricia del Arenal se encarga de estudiar el
metabolismo del céstodo Taenia crassiceps, principalmente el energético porque es un
organismo parásito que tiene un metabolismo determinado donde existen algunas vías
metabólicas susceptibles de ser atacadas por fármacos, ya que difieren de las del huésped.
"Dentro de este metabolismo energético, nos hemos abocado específicamente a conocer su
cadena respiratoria de transporte de electrones, que en organismos superiores es una ruta
única en donde los electrones brincan de un compuesto a otro. En organismos inferiores,
por ejemplo en bacterias y en algunos otros organismos en donde se han descrito vías
alternas, entonces los electrones brincan por una vía lineal, pero de repente hay otra alterna,
permitiéndole ir por ésta o por la otra que puede, en el caso de ser un parásito, diferir de
la del huésped, lo que brinda a este tipo de organismos ventajas para su supervivencia, ya
que en función de la cantidad de oxígeno en el medio puede usar una u otra vía".
En el caso del estado de huevecillo, éste tiene un hábitat distinto al del adulto, porque está
expuesto al oxígeno; es decir, vive en un medio aerobio (lleno de oxígeno), posteriormente
ingresa al organismo y se aloja normalmente entre los músculos o en sitios donde hay
medios microaerofílicos (con poca cantidad de oxígeno); empero el adulto se aloja en el
intestino donde tiene muy baja concentración de oxígeno y puede tener medios anaerobios,
es por esto que estos organismos requieren de vías metabólicas que le permitan vivir bajo
diferentes tensiones de oxígeno. "A diferencia de estos organismos, nosotros tenemos un
aparato circulatorio y proteínas que acarrean oxígeno, entonces nuestras células, por decirlo
de alguna manera, tienen condiciones similares; sin embargo, estos parásitos no tienen un
aparato circulatorio que les lleven a todas las células lo mismo, todo se les introduce por
difusión y obviamente estarán más bañadas con desigual cantidad de oxígeno. Es interesante
este proceso porque en este medio microaerofílico, el organismo va a tener cierta
concentración de oxígeno que le va a llegar más fácil a la superficie que al interior por no
tener aparato circulatorio".
Por otra parte, comentó la maestra Del Arenal, que en el desarrollo del estudio del
metabolismo de radicales libres, se busca identificar las enzimas participantes en el
metabolismo como la catalasa y glutlatión peroxidasa.
"Las células de los organismos superiores tienen un organelo que se llama peroxisoma, el
cual contiene catalasa; es decir, una enzima que degrada al agua oxigenada (peróxido de
hidrógeno), en agua y oxígeno. Todavía no hemos encontrado reportada la presencia de
peroxisomas en estos organismos, pero sí de catalasa en muy pequeñas cantidades; sin
embargo, nos interesa saber si se encuentra dentro de un organelo especial o en otro lugar.
Para ello, colabora la doctora Margarita González del Pliego, del departamento de
Embriología, con estudios de citoquímica (reacciones químicas); ella busca identificarlos con
un microscopio electrónico".
En esta búsqueda, la bióloga Patricia del Arenal, basada en la reacción con
diaminobenzidina (compuesto que se precipita en presencia de catalasa en ciertas
condiciones y da una imagen electrodensa al microscopio electrónico) pretende saber "en
qué parte del cisticerco se encuentra esta enzima, primero si es posible detectarla y segundo
ubicarla, ya sea dentro de un organito o libre en el citosol".
En estos estudios colaboran, de manera paralela, el doctor Edgardo Escamilla, del Instituto
de Fisiología Celular; la tesista María Esther Rubio y Alma Atilano, alumna de segundo año
de la carrera de medicina y miembro del grupo NUCE, quienes se encargan de analizar la
cadena de transporte de electrones con el fin de conocer vías alternas que van a permitir
al organismo sobrevivir con diferentes concentraciones de oxígeno en medios con diversas
tensiones de este elemento. Existe, por ejemplo, el aceptor final de oxígeno que tiene
diferente afinidad; es decir, vías alternas con varios compuestos que pueden tomar distintas
cantidades de oxígeno según la afinidad que tengan con él.
"Nosotros queremos saber cuántas vías existen, dónde se bifurcan y qué componentes tienen.
Por tal motivo, identificamos a las cadenas en el lugar donde se ramifican y los componentes
que participan en esta vía y, eventualmente algunas de sus características químicas para
averiguar si hay una forma de obtener un inhibidor. Hasta el momento hemos encontrado
al parecer dos vías, la clásica y una alterna, en donde está involucrado un citocromo tipo `o'
que parece funcionar como una oxidasa terminal alterna. Posiblemente exista una tercera
vía alterna con características muy especiales, en donde parece funcionar una NADH
oxidasa, que es insensible a los inhibidores clásicos de la cadena de transporte de electrones
y que está asociada a la producción del agua oxigenada, estos resultados nos permitirán
enlazar los dos proyectos''.
Finalmente, mencionó la maestra Del Arenal que a través de alimentar a hámsteres con
cisticercos se ha podido obtener el estado adulto, pues se ha reportado en la literatura que
ante ciertas condiciones sí se inmunodeprime a los hámsteres, en éstos pueden desarrollar
parásitos que habitualmente no los infectan.
"No hemos logrado obtener taenias maduras sexualmente, pero de lograrlo sería un gran
avance, ya que podríamos tener en el laboratorio las tres etapas del ciclo de vida de Taenia
crassiceps: huevo, cisticerco y adulto". Bajo estas condiciones queremos comparar, en las tres
etapas, cómo es el metabolismo en el adulto, en el cisticerco y en el huevo, esto desde un
punto de vista de ciencia básica; además, nos interesa saber cómo hace el organismo para
habitar en un medio y no en otro, lo que posiblemente suceda por tener una vía alterna en
un estado o en otro, lo que hace que funcione para el cisticerco y no para el adulto. De esta
manera tratamos de cerrar el ciclo para conseguir todas las formas de este organismo'',
finalizó la maestra Patricia del Arenal.
