Inmunidad ante la enfermedad (PAM)

INTRODUCCIÓN[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

La salud y bienestar del hombre están influidos por la presencia o ausencia de microorganismos en el ambiente. Donde algunos microorganismos resultan ser patógenos para el ser humano provocando enfermedades que perjudican su bienestar.

Existen varios tipos de microorganismos que pueden ser patógenos para el ser humano, entre ellos, los protozoos o protozoarios. Los protozoos son microorganismos unicelulares, eucariotas, caracterizados por carecer de pared celular, ser móviles y presentar nutrición heterótrofa (Madigan, 2004). La enfermedad se presenta cuando evaden las barreras de defensa del sistema inmunológico.

Naegleria fowleri es una ameba que causa la enfermedad de meningoencefalitis amebiana primaria (PAM). Esta ameba ingresa a la cavidad nasal y migra al cerebro causando necrosis hemorrágica cerebral, una infección rápidamente fatal para el ser humano.

La necesidad del hombre por combatir a estos agentes los ha llevado a desarrollar un tipo vacunas con la finalidad de establecer una inmunogenicidad ante dicha enfermedad. Las vacunas son preparaciones biológicas que proporcionan una inmunidad adquirida activa ante una determinada enfermedad. La vacuna  estimula el sistema inmunológico del cuerpo a reconocer al agente como una amenaza, destruirla y guardar un registro del mismo (Fiore, 2009).

Los avances tecnológicos han permitido secuenciar diferentes tipos de organismos en bases de datos los cuales son registrados para investigaciones a futuro. Asimismo se han desarrollado simulaciones que permitan establecer una inmunidad ante un antígeno, por ejemplo, en el campo de diseño de vacunas es muy útil la aplicación de las técnicas in silico, tanto para el descubrimiento y desarrollo de vacunas nuevas como para las existentes (Van, 2006).

En el presente trabajo se presenta el método para realizar una vacuna in silico contra dicha enfermedad causada por Naegleria fowleri.

JUSTIFICACIÓN

Este trabajo se realiza con la finalidad de realizar una vacuna in silico que permita establecer una inmunidad ante la enfermedad (PAM) causada por Naegleria fowleri a través de programas bioinformáticos.

Es de gran interés su estudio ya que la enfermedad presenta una tasa de mortalidad cerca del 99% y no se han desarrollado vacunas ante dicha enfermedad.

Las simulaciones además de no generar altos costos brindan un grado de confianza con la que posteriormente la vacuna puede realizarse in vitro o in vivo.

OBJETIVO GENERAL

• Establecer la vacuna in silico contra la enfermedad de meningoencefalitis amebiana primaria causada por Naegleria fowleri con ayuda de programas bioinformáticos.

OBJETIVO ESPECÍFICO

• Obtener la secuencia proteica de Naegleria fowleri en la base de datos de protein del NCBI
• Identificar la inmunogenicidad de los epítopes con BepiPred y B cell epitope prediction tool.
• Predecir si los epítopes son accesibles con Emini surface accessibility prediction tool.
• Predecir si los epítopes son hidrofílicos con Parker hydrophilicity prediction tool.
• Predicción de la estructura3D con i-tasser and prochec.

HIPOTESIS

La vacuna in silico contra la enfermedad de Meningoencefalitis amebiana primaria   causada por Naegleria fowleri identificará en el microorganismo componentes o estructuras únicas, capaces de generar una respuesta inmune protectora.

ANTECEDENTES

• Protozoarios

Los protozoos, también llamados protozoarios, son organismos microscópicos, unicelulares eucariotas; heterótrofos, fagótrofos, depredadores o detritívoros, a veces mixótrofos (parcialmente autótrofos); que viven en ambientes húmedos o directamente en medios acuáticos, ya sean aguas saladas o aguas dulces (Cavalier, 2006)

La reproducción puede ser asexual por bipartición y también sexual por isogametos o por conjugación intercambiando material genético. Se han encontrado cerca de 30.000 especies. De los miles de protozoarios que existen, solo unos 20 causan enfermedad en el hombre. Sin embargo, el impacto en la salud pública mundial está fuera de toda proporción  con su número. Se ha estimado que en todas las épocas, una cuarta parte de la humanidad se ha visto afectada por enfermedades graves causadas por protozoarios (García, 2003).

En los cuatro grupos de protozoarios se encuentran patógenos que se multiplican en tejidos orgánicos del hombre, y le producen diversas enfermedades de las cuales se darán ejemplos más adelante al estudiar cada subgrupo. (García, 2003).

Los protozoos también desempeñan un papel vital en el control de biomasa y población bacteriana. (Scamardella, 2001)

El primero en observar protozoos fue Leeuwenhoek, que en 1674 los descubrió al utilizar microscopios de fabricación propia. El nombre Protozoa (protozoos) fue acuñado por Georg Goldfuss en 1818 para agrupar a los que consideraba animales primigenios. En 1820 propuso la clase Protozoa dentro del reino Animal, en la cual englobaba a los infusorios (Ciliophora), a los Lithozoa corales, Phytozoa (algas unicelulares pigmentadas y fotosintetizadoras) y Medusinae (medusas y otros relacionados) (Taylor, 2003)

• Naegleria fowleri

Naegleria fowleri es una ameba de vida libre (FLA) procariota perteneciente al phylum Percolozoa que infecta al hombre en casos muy extraños causando la enfermedad de meningoencefalitis amebiana primaria (PAM). La Meningoencefalitis amebiana primaria fue detectada por primera vez en el hombre hace 17 años por Fowler y Carter en Australia. Un año más tarde, en 1966, se describieron 3 casos de infecciones en Florida (David, 1982).

Este microorganismo invade su huésped al penetrar la mucosa olfativa y luego viajar hasta los espacios mesaxonales y el cruce de la placa cribiforme; por último, los trofozoítos invaden los bulbos olfatorios. Durante su invasión, el protozoo obtiene nutrientes tales como proteínas, lípidos, carbohidratos, y los iones catiónicos, hierro, calcio, sodio (Martínez, 2015).

El principal problema para las infecciones con cualquier patógeno FLA es una falta de terapias eficaces, ya que PAM tiene una tasa de mortalidad cerca al 99% (Rice, 2015).

• Vacunas

Una forma que ha creado el hombre para poder combatir los patogenos han sido las vacunas. Una vacuna es un producto biológico utilizado para conseguir una inmunización activa artificial (Gonzalo de Lira, 2004). El intento de la vacunación ha acompañado históricamente al hombre, quien ha intentado encontrar protección real contra las enfermedades infecciosas, la mayoría de estas causadas por virus, que diezmaban pueblos enteros.

Los datos más antiguos que se conocen sobre la historia de la vacunación datan del siglo 7, cuando budistas indios ingerían veneno de serpiente con el fin de ser inmune a sus efectos (Berdasquera, 2000).

La vacunación tiene una larga historia; se inició durante el Imperio Austro-Húngaro en 1803 mediante la vacuna contra la viruela, y en el siglo 19 por la vacuna contra la rabia.

• Tipos de vacunas

Existen 4 tipos de vacunas:

Las vacunas vivas consisten en preparaciones de microorganismos que pueden replicar in vivo en el huésped de forma similar al microorganismo nativo, originando una infección inaparente o con síntomas mínimos, provocando con ello una respuesta inmune, celular y humoral, similar aunque algo inferior a la provocada por la infección natural.

Estos microorganismos tienen que estar atenuados, este proceso se lleva a cabo mediante pases sucesivos en diferentes huéspedes animales o medios de cultivo, es lo que garantiza la eliminación de la capacidad de inducir enfermedad; pero su gran inmunogenicidad provoca generalmente protección a largo plazo y con un mínimo de dosis.

Como inconveniente tienen el ser vacunas más inestables, más difíciles de producir, más reactógenas y el que, en determinadas circunstancias, pueden provocar la enfermedad en el huésped o incluso propagarse a otro sujeto. (Gonzales, 2005).

Las vacunas muertas o inactivadas se componen de microorganismos inactivados, térmica o químicamente, o bien se trata de fracciones o subunidades de los mismos, incapaces de reproducirse, y por ello incapaces de producir la enfermedad en el huésped o de transmitirse a otro sujeto.

Son vacunas generalmente bien toleradas, menos reactógenas que las vacunas vivas, muy seguras y de más fácil fabricación.

Dentro de las vacunas atenuadas y de las inactivadas se pueden distinguir vacunas de gérmenes enteros o de células enteras, y vacunas de subunidades como los toxoides o anatoxinas, los antígenos purificados y los polisacáridos capsulares (Gonzales, 2005).

...