La malaria es un enorme problema de salud mundial, ocasiona la muerte de aproximadamente dos millones de personas cada año. A pesar de que se ha realizado investigación por décadas, se conoce poco de cómo se logra la inmunidad adquirida. Las proteínas Cry1A son potentes inmunogenos con propiedades adyuvantes que son capaces de inducir fuertes respuestas humorales y celulares. De hecho, se ha demostrado que la administración de la protoxina CryaAc sola o en combinación con lisados de amebas induce protección contra la infección letal ocasionada por el protozoario Naegleria fowleri. En este proyecto se estudiará si la administración de la proteína Cry1Ac es capaz de inducir protección contra Plasmodium berghei ANKA (letal) y contra Plasmodium chabaudi AS (no letal). Para ello se inyectará la protoxina Cry1Ac en ratones CBA/Ca y después de 4 dosis se retará a los ratones con los Plasmodios. La protección se evaluará como una disminución de los niveles de parasitemia o un menor tiempo en la eliminación del parásito, así como en un incremento en la sobrevida después del reto con el parásito letal. Para evaluar la capacidad inmunopotenciadora de la protoxina Cry1Ac se evaluará la expresión de RNA mensajero para citocinas pro y anti inflamatorias así como sus niveles en suero. Además, se cuantificarán los niveles de anticuerpos específicos contra las dos cepas de Plasmodium. Este proyecto generará conocimiento para entender los mecanismos de la respuesta inmune inespecífica contra Plasmodium, de tal forma que si se logra protección similar a la que se obtiene con el protozoario N. fowlery se podrán diseñar estrategias inmunológicas para el control del parásito.

La malaria es la enfermedad infecciosa que provoca la mayor mortalidad en el mundo, cada año se detectan alrededor de 500 millones de nuevos casos con diferentes grados de severidad (Snow, Guerra et al. 2005). La malaria ocasiona la muerte de aproximadamente de 2.5 a 3 millones de personas en su mayoría niños menores de 5 años de edad. A pesar de la intensa investigación que se ha desarrollado durante décadas de investigación, se conoce muy poco sobre la inmunidad natural contra Plasmodium que es el parásito que la ocasiona (Bull and Marsh 2002; Doolan, Dobano et al. 2009).Existen reportes de los efectos inmunosupresores de las infecciones por Plasmodium en humanos (Greenwood, Bradley-Moore et al. 1972) así como en los modelos animales (Whitmore 1972). Para lograr protección se requieren varias infecciones y la inmunidad no es esterilizante, las infecciones repetidas a las que se exponen los individuos que viven en las regiones endémicas les generan una inmunidad parcial, que se manifiesta como una disminución de los síntomas, sin embargo, aún después de varias infecciones la persona infectada es capaz de transmitir la enfermedad a otra persona por medio del vector. Se cree que la interacción inicial de los eritrocitos parasitados con las células del sistema inmune del hospedero es uno de lo factores mas importante que determinan la naturaleza de la subsecuente respuesta innata adquirida y de eso depende la patología severa como la malaria cerebral, la anemia, la caquexia o inclusive la muerte (Urban, Ing et al. 2005; Grech, Watt et al. 2006; Wykes, Liu et al. 2007). El estudio de los mecanismos de respuesta inmune en el humano, en condiciones experimentales bien definidas esta muy limitado, debido tanto a razones éticas como técnicas. Sin embargo, se pueden analizar críticamente utilizando modelos murinos de la enfermedad, lo que ha contribuido a entender parcialmente los mecanismos de inmunidad. Recientemente, se ha demostrado que las toxinas Cry1Ac tienen la capacidad para inducir la producción de diferentes subclases de anticuerpos IgG debido a su potente inmunogenicidad (Vazquez, Moreno-Fierros et al. 1999; Guerrero and Moreno-Fierros 2007). También se ha demostrado que estas toxinas promueven la síntesis de IFN-γ (Guerrero, Russell et al. 2007). En malaria una respuesta inicial de IFN- γ proveniente de las células NK se ha relacionado en la activación de macrófagos que entonces pueden eliminar con mayor eficiencia al Plasmodium (Artavanis-Tsakonas and Riley 2002; Roetynck, Baratin et al. 2006). En un estudio previo, se demostró que la protoxina Cry1Ac genera protección contra un protozoario letal como lo es N. fowliere, esta protección se ha descrito tanto cuando se administra sola o en combinación con lisados de amebas, como resultado de esta administración se incrementa de forma importante la inmunidad protectora contra la meningoencefalitis provocada por N. fowliere en ratones (Rojas-Hernandez, Rodriguez-Monroy et al. 2004). En este trabajo se estudiará el modelo experimental de malaria en la cepa de ratones CBA/Ca y dos parásitos uno letal (Plasmodium berghei ANKA) y el otro no letal ( P. chabaudi AS) para analizar el efecto de activar a la inmunidad innata con la administración de la protoxina Cry1Ac sola o en combinación con lisados de Plasmodium previo a la infección con las dos cepas de Plasmodium, para estudiar si esta estimulación es capaz de generar protección para la infección contra Plasmodium chabaudi AS y contra P. berghei ANKA de forma análoga a la protección que se logra con la administración de la protoxina Cry1Ac y la infección por Neigleria (parásito protozoario que es letal para los ratones dado que ocasiona meningoencefalitis). La protección la evaluaremos analizando la parasitemia y la sobrevida de los ratones tratados con la protoxina, en comparación el grupo control que recibirá únicamente vehículo (PBS). Analizaremos algunos parámetros relacionados con protección como lo son los niveles de anticuerpos específicos para cada plasmodio, la expresión de RNA mensajero para las citocinas pro y anti- inflamatorias por RT-PCR en tiempo real. Adicionalmente, evaluaremos la concentración de las mismas citocinas en el suero utilizando citometría de flujo empleando microperlas marcadas con fluorocromos acopladas a anticuerpos específicos para las citocinas. Finalmente, analizaremos algunos parámetros de patología como la pérdida de peso, la anemia, el índice esplénico a diferentes tiempos de la infección. Los resultados que se obtengan del presente proyecto contribuirán a incrementar el conocimiento sobre la inducción de inmunidad innata contra Plasmodium, lo que redundará en el posterior desarrollo de estrategias inmunológicas para el control del parásito. Lo anterior es extremadamente relevante para el diseño, desarrollo y aplicación de vacunas que sean efectivas contra malaria. En relación a la contribución académica, en el periodo comprendido en el presente proyecto se formarán recursos humanos de alto nivel, dado que se generarán 3 tesis de Licenciatura y se finalizará una de Maestría. Se presentarán los resultados en congresos nacionales e internacionales. Se publicará un artículo en una revista con arbitraje internacional.