La proteína recombinante 1-desoxi-D-xilulosa 5-fosfato reductoisomerasa apicoplastídica de Plasmodium falciparum y su interacción con aptámeros

Abstract

La especie humana se ve gravemente afectada por la enfermedad de la malaria, que es una infección parasitaria causada por cinco especies distintas de Plasmodium, de las cuales, Plasmodium falciparum, causa la enfermedad más grave y mortal, siendo la mayor representante de los casos en la región de África (99.7%), la región de Asia Sudoriental (50%), la región del Mediterráneo Oriental (71%), y la región del Pacífico Occidental (65%). La Organización Mundial de la Salud estimó que en 2018 murieron aproximadamente 405.000 personas por malaria en todo el mundo. Por ahora, todas las intervenciones, insecticidas, vacunas, y fármacos desarrollados para prevenir, controlar, y eliminar la malaria causada por Plasmodium falciparum, han sido abatidos por la rápida y eficiente resistencia que P. falciparum desarrolla para alcanzar su supervivencia. Actualmente, P. falciparum ha mostrado resistencia frente a tratamientos actuales tales como las terapias combinadas basadas en artemisinina y fosmidomicina. Por ello, se necesitan con urgencia, nuevas terapias innovadoras dirigidas a bloquear o inhibir las funciones para la supervivencia del parásito. Una de las vías indispensables del parásito, es la vía del metileritritol fosfato (MEP) ubicada en el apicoplasto. Es la única vía del parásito para proporcionar las principales unidades de isopreno necesarias como precursor metabólico para diversas actividades vitales de Plasmodium. Esta vía no está presente en los humanos, por tanto, es única del parásito. Los precursores requeridos para la biosíntesis de isoprenoides son el isopentenilpirofosfato (IPP) y el pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP). Que son producidas por Plasmodium falciparum en la vía del MEP, iniciada con piruvato y D-gliceraldehid 3- fosfato (G3P). Esta vía del MEP y sus componentes, son considerados un gran objetivo potencial para el diseño de nuevos tratamientos antipalúdicos. La proteína DXR, la segunda enzima de la vía MEP, juega un papel importante en la síntesis de los componentes básicos de los isoprenoides, por este motivo, la enzima DXR se ha convertido en un objetivo de interés especial y prometedor para la malaria, también por su esencialidad y su ausencia en la especie humana. Los aptámeros son un potente tratamiento innovador que puede combatir la malaria. Son una cadena corta de oligonucleótidos diseñados para inhibir proteínas de interés.

The human species is severely affected by the malaria disease, which is a parasitic infection caused by five different species of Plasmodium, of which Plasmodium falciparum causes the most serious and deadly disease, being the largest representative of cases in the Africa region (99.7%), the South-East Asia region (50%), the Eastern Mediterranean region (71%), and the Western Pacific region (65%). The World Health Organization estimated that in 2018 approximately 405.000 people died from malaria worldwide. For now, all interventions, insecticides, vaccines, and drugs developed to prevent, control, and eliminate malaria caused by Plasmodium falciparum, have been killed by the rapid and efficient resistance that P. falciparum develops to achieve its survival. Currently, P. falciparum has shown resistance to current treatments such as artemisinin and fosmidomycin based combination therapies. Therefore, new innovative therapies are urgently needed to block or inhibit the survival functions of the parasite. One of the essential pathways of the parasite is the methylerythritol phosphate (MEP) pathway located in the apicoplast. It is the only pathway for the parasite to provide the major isoprene units required as a metabolic precursor for various vital activities of Plasmodium. This pathway is not present in humans; therefore, so it is unique to the parasite. The precursors required for isoprenoid biosynthesis are isopentenyl pyrophosphate (IPP) and dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP). Which are produced by Plasmodium falciparum in the MEP pathway, initiated with pyruvate and D-glyceraldehyde 3-phosphate (G3P). This MEP pathway and its components are considered a great potential target for the design of new antimalarial treatments. The DXR protein, the second enzyme of the MEP pathway, plays an important role in the synthesis of the basic components of isoprenoids, for this reason, the DXR enzyme has become a target of special interest and promising for malaria, as well for its essentiality and its absence in the human species. Aptamers are a powerful innovative treatment that can fight malaria. They are a short chain of oligonucleotides designed to inhibit proteins of interest.