En el camino de una vacuna contra la Malaria

El Instituto de Inmunología del Valle es una unidad académica multidisciplinaria creada por el Consejo Superior de la Universidad del Valle en noviembre de 1996. Su misión es la aplicación del conocimiento biomédico al mejoramiento de la calidad de vida mediante la investigación, la docencia de pregrado y posgrado, la extensión y los servicios de diagnóstico especializado. Su origen está en un proyecto de la Organización Mundial de la Salud (OMS) iniciado a comienzos de los años 80 en la Facultad de Salud. En esta unidad académica se han realizado investigaciones sobre varias enfermedades tropicales como el dengue, la tuberculosis y la hepatitis. La principal línea de investigación gira alrededor de la malaria, particularmente el desarrollo de vacunas contra esa dolencia. Asimismo, el Instituto ha colaborado en investigaciones y procedimientos sobre trasplantes y enfermedades autoinmunes.

La malaria o paludismo, como también es llamada esta enfermedad infecciosa, es conocida desde la antigüedad cuando se creía que era producida por los aires malsanos de los pantanos. Malaria significa «mal aire» y paludismo es una palabra relacionada con el vocablo griego pantano. Algunas informaciones antropológicas establecen la presencia de la enfermedad en el hombre prehistórico y también existen registros de ella en papiros egipcios. En la mitología china está descrita como la acción conjunta de tres demonios. El médico francés Charles Louis Alphonse Laveran observó por primera vez, en 1880, el parásito en los glóbulos rojos de un soldado estacionado en Argelia. A partir de ese momento, se inicia el vínculo del mosquito Anopheles a la enfermedad y a su proceso de transmisión.

Como es bien conocido, la malaria y otras enfermedades tropicales causan un gran impacto socioeconómico en los países de la franja tropical de todo el planeta. El patógeno humano Plasmodium falciparum, que se asemeja más a una bizarra criatura, es la forma más maligna de la malaria humana y la causante de 500 millones de casos de enfermedad aguda cada año, de los cuales tres millones, aproximadamente, son fatales. Según las estadísticas internacionales, cada cuarenta segundos fallece un niño en África como causa de la malaria. El otro parásito responsable por estas víctimas es el Plasmodium vivax, el cual rara vez es mortal. Sin embargo, el número de sus infecciones ha venido en aumento en los últimos 30 años acompañado del desarrollo de resistencia al tratamiento estándar, lo que dificulta su tratamiento y la mejoría definitiva de los pacientes.

Colombia y Brasil aportan más del 60% de casos de malaria del continente americano, circunstancia que se agrava por las características geográficas y económicas que dificultan su control. En nuestro país el número de casos de malaria está alrededor de un millón de pacientes cada año. Por ello se causa un gran impacto económico como consecuencia de las incapacidades generadas por la enfermedad.

En Colombia la situación es particular dado que el 85% del territorio rural está situado por debajo de los 1.600 metros sobre el nivel del mar, presentando condiciones adecuadas para la transmisión de la malaria. Esto permite estimar un número entre 18 y 24 millones de personas en riesgo de enfermar o morir por esta causa. En el año 2002 se reportaron un total de 60.167 casos de malaria transmitida por Plasmodium falciparum y 77.757 por Plasmodium vivax, datos que se consideran están subestimados dadas las dificultades que presentan las estadísticas epidemiológicas en el país. Entre las regiones más afectadas en Colombia están la Amazonía y los departamentos de Antioquia, Chocó y Valle. No sobra recalcar que aunque no se han presentado epidemias regionales, el potencial de transmisión y contagio aumenta debido a los desplazamientos de las comunidades y a los efectos de los cambios climáticos.

La transmisión de la enfermedad se inicia con la picadura de la hembra del mosquito Anopheles infectado, el cual inyecta los esporozoítos en el torrente sanguíneo. El esporozoíto es la forma parasitaria infectante, la cual posteriormente ingresa a las células hepáticas en donde se multiplica hasta madurar a una nueva forma parasitaria llamada merozoíto. Este último invade los glóbulos rojos y ahí dentro continúa su multiplicación; ocasionalmente pueden salir más merozoítos de esta célula invadiendo nuevos glóbulos rojos. Cada vez que este fenómeno se repite ocasiona en el paciente infectado fiebre, malestar general y dolor de cabeza entre otros síntomas; sin embargo, este no es el único camino que sigue el parásito dado que puede evolucionar hacia gametocitos (forma sexuada del parásito) los cuales pueden ser tomados por otro mosquito de la sangre de una persona infectada, propagando la enfermedad en otras personas. De esta manera el ciclo continúa.

En los seres humanos toda infección representa en últimas una batalla entre las defensas del cuerpo o lo que se denomina sistema inmunológico y los invasores que pueden ser bacterias, parásitos o virus. En el caso del Plasmodium, la batalla se desarrolla con ciertas particularidades dadas las múltiples formas que adopta durante su ciclo, el cual comprende tanto el cuerpo humano como el mosquito. Esto hace del parásito un enemigo difícil de enfrentar por el sistema inmunológico. En teoría sería fácil si el sistema inmunológico humano pudiese derrotar las invasiones por sí solo; en otras palabras, si no existiera la necesidad de drogas o con poco uso de ellas se eliminara la enfermedad haciendo la lucha de la ciencia fácil. Como esto no ocurre, desde el siglo XIX los científicos han desarrollado la idea de que si se refuerza o se “engaña” el sistema inmunológico con una versión atenuada de la enfermedad o con microorganismos muertos, las personas pueden escapar de la enfermedad. Inicialmente se pensó que lo anterior era la respuesta para crear una vacuna contra cualquier enfermedad infecciosa. En la práctica se encontró que esto no era cierto ya que todos los microorganismos no permitían estos procedimientos haciendo que el desarrollo de las vacunas fuera arduo y tomara bastante tiempo, inclusive años o décadas hasta decantar sus cambios. En el caso de la neumonía atípica se encontró que en una sola muestra del ADN de un paciente se pueden presentar 30.000 posibles mutaciones del virus, requiriéndose identificar cuáles son más peligrosas, información importante para la elaboración de una posible vacuna. La mutación de microorganismos es una de las grandes barreras para contrarrestar sus efectos mediante la vacunación.

El Plasmodium es uno de los microorganismos que presenta diferentes caras (mutaciones) al sistema inmunológico haciendo difícil encontrar una vacuna. Para complicar aún más las cosas, el Plasmodium vivax difiere del Plasmodium falciparum: el primero no se puede cultivar en el laboratorio a diferencia del segundo. Los avances científicos a partir de la culminación de la secuenciación del genoma y nuevas técnicas de estudio molecular han permitido identificar los diferentes “rasgos” del parásito en cada una de sus formas. La identificación de los “rasgos” hace pensar a los científicos que uno de ellos o una combinación puede ser el elemento que engañe al sistema inmunológico del ser humano a fin de que este desarrolle una protección adecuada frente a la infección, haciéndola inocua. Esto último es el sueño en salud, es decir, es mejor prevenir que curar.

Los científicos del Instituto de Inmunología del Valle en su labor de cerca de 20 años, teniendo como línea de investigación principal el desarrollo de vacunas contra la malaria, decidieron dedicar la mayor parte de sus esfuerzos a la investigación del Plasmodium vivax debido al gran impacto socioeconómico y de salud pública en Colombia y en el mundo. En el caso de la investigación del Plasmodium vivax, esta abarca desde la resistencia a los medicamentos tradicionales hasta el desarrollo de una vacuna. Esta última ha inducido un auténtico esfuerzo de cooperación internacional que ha permitido establecer una red interinstitucional que une a varios continentes. Desde 1982 se han desarrollado varias investigaciones en malaria en el Instituto que han dado origen a más de 40 artículos publicados en revistas de prestigio nacional e internacional. Actualmente se adelanta un complejo esfuerzo representado en varios proyectos de investigación. A ellos nos referiremos a continuación.

Inicialmente se realizó un completo análisis de la respuesta inmunológica de individuos con grado significativo de respuesta a la malaria dado por su permanencia en áreas endémicas; estos estudios se llevaron a cabo utilizando muestras de sangre de individuos expuestos a la infección repetida en las localidades de Zacarías, Punta Soldado, La Delfina y Bajo Calima del municipio de Buenaventura. El estudio de las muestras permitió determinar la presencia de elementos protectores en la sangre que son específicos para combatir el parásito. Los resultados de estos estudios se reflejan en una descripción inmunológica y de la respuesta inmune de la proteína CS de P. vivax, que luego de ser probada en modelos animales de experimentación, permitieron diseñar un ensayo en humanos utilizando un candidato a vacuna producido sintéticamente. Esta primera fase del estudio se encuentra en su etapa final y ha demostrado que este candidato a vacuna es bien tolerado, no se relaciona con eventos adversos y presenta una respuesta inmune satisfactoria al probarla en individuos sanos quienes no habían contraído la malaria. Paralelamente se vienen adelantando estudios que permitirán conocer el grado de respuesta de otra proteína denominada MSP-1, que se encuentra en los Plasmodium falciparum y Plasmodium vivax y podría ser incluida en una posible vacuna.

El buen desarrollo de las investigaciones requiere de la disponibilidad constante de esporozoítos, los cuales se obtienen al infectar mosquitos de la especie Anopheles. Para lograr una producción constante de estos insectos se cuenta con colonias ubicadas en Cali y Buenaventura. Los mosquitos son infectados con parásitos del Plasmodium vivax diferenciados sexualmente (gametocitos masculinos y femeninos) tomadas de pacientes del área endémica.

Simultáneamente con el estudio de este candidato a vacuna el Instituto, en cooperación con centros de investigación del exterior, viene trabajando en otras estrategias de erradicación de la enfermedad, como los mecanismos que impiden la infección de los mosquitos, lo que se ha denominado ensayos de bloqueo de la transmisión. El objetivo de estos ensayos es medir la eficacia de anticuerpos (elementos protectores) contra componentes de las formas sexuales del parásito. Estos estudios también requieren del uso de mosquitos los cuales son alimentados artificialmente y examinados microscópicamente para evaluar la presencia del parásito en sus glándulas salivales y en los estómagos. La determinación del bloqueo de la transmisión se determina mediante el porcentaje de reducción de parásitos en los mosquitos, así como también por el número de mosquitos no infectados.

Adicionalmente se ha evaluado el grado de respuesta inmunológica de proteínas que bloquean la transmisión del Plasmodium vivax como parte de proyectos cooperativos internacionales. La inmunización de monos Aotus con estas proteínas ha permitido asociarla a una respuesta inmunológica adecuada y permiten su utilización en los experimentos del bloqueo de la transmisión infecciosa, encontrándose una capacidad bloqueadora del 90%. El Instituto continuará en los próximos años sus investigaciones en malaria y en otras enfermedades infecciosas al mismo tiempo que impulsa el desarrollo de la Biotecnología como su contribución fundamental al país y al mundo.

El trabajo que desarrolla el Instituto de Inmunología en el Pacífico no se ha limitado exclusivamente al desarrollo de vacunas contra la malaria. Su cercanía con las comunidades del Pacífico le ha permitido desarrollar proyectos y actividades que las benefician directamente. Uno de estos es el programa de TELEMEDICINA, en el que participan la Universidad Santiago de Cali, la Cámara de Comercio Colombo Alemana, la Universidad Nacional de Colombia y la Fundación Fraunhofer de Alemania. Este programa busca desarrollar una herramienta tecnológica que permita mayor cobertura y calidad de los servicios de salud a través del entrenamiento de los profesionales de la región y la asesoría por parte de científicos de las universidades de la región.

En colaboración con la Secretaría de Salud Municipal de Buenaventura y la Secretaría de Salud Departamental, el Instituto en su sede de Buenaventura brinda el servicio de diagnóstico y tratamiento de malaria para las comunidades más necesitadas, sin ningún costo, dando un importante apoyo al Programa de Enfermedades Tropicales (PET) en su objetivo de poder controlar esta terrible enfermedad. Las brigadas médicas han sido quizá el programa más exitoso y constante que ha tenido el Instituto, con la participación de la Cámara Junior de Buenaventura, Patrulla Aérea Civil del Pacífico, Alcaldía de Buenaventura, Club Rotario de Buenaventura, las universidades de la localidad y especialmente los líderes comunitarios de cada comunidad.

El Instituto realiza un promedio de 4 actividades por año en comunidades como Zacarías, La Delfina, Punta Soldado, Juanchaco, Bajo Calima, Zabaletas, Guapi, Tumaco, El Coco, etc. Durante estas actividades se brinda servicio médico general, odontológico, laboratorio clínico, actividades de promoción y prevención, y la entrega de medicamentos. Gracias a este acercamiento con la comunidad y el conocimiento de sus necesidades e idiosincrasia, el Instituto de Inmunología y CINARA de la Universidad del Valle están gestionando un proyecto piloto ante el gobierno nacional y la comunidad internacional con el objetivo de mejorar las condiciones de salud de los habitantes de la Costa Pacífica a través de actividades de promoción, prevención, organización comunitaria, boticas comunitarias, saneamiento ambiental y actualización de los profesionales de la salud de la región. Esperamos que gracias a la participación de las comunidades, los gobiernos locales y nacionales, las instituciones de carácter social y académico y la comunidad en general logremos el propósito de disminuir en el Pacífico colombiano el impacto de patologías que afectan buena parte de su población y que inciden en su desarrollo social y económico.

Bibliografía

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