Los parásitos de la malaria se multiplican en el hígado, infectan los glóbulos rojos de la sangre (eritrocitos) y extraen el hierro de la hemoglobina. Luego se multiplican y rompen el eritrocito. Tradicionalmente, se ha intentado reducir la incidencia de la enfermedad mediante el control de vectores y el uso de drogas, y se busca crear vacunas. Pero cada vez hay más resistencia de los vectores a los insecticidas y de los parásitos a las drogas.
En 2008, los científicos panameños Carmenza Spadafora, del Instituto de Investigaciones Científicas de Alta Tecnología (Indicasat) y José A. Stoute, de Penn State University, comenzaron un estudio con un enfoque diferente: crear un aparato que calentara las células infectadas con el parásito causante de la malaria y lo matara.
El estudio “Uso de frecuencias de microondas para el tratamiento de la malaria”, inicialmente fue financiado con 100 mil dólares, y en 2011 los investigadores recibieron un millón de dólares de la fundación Bill & Melinda Gates para continuar su trabajo. La idea es tratar la malaria con una máquina, sin afectar los glóbulos rojos ni usar drogas.
“Las microondas son una tecnología barata y un mismo aparato se podría usar para tratar a muchas personas”, sostiene Spadafora.
Como parte del proyecto, más recientemente hicieron un trabajo colaborativo con otros científicos panameños para evaluar el efecto in vitro del uso de corriente eléctrica directa en la biología y fisiología del parásito Plasmodium falciparum, cuyos resultados publicaron en la revista PlosOne.
Lorena Coronado, Stephania Montealegre, Zumara Chaverra, Luis Mojica, Carlos Espinosa, Alejandro Almanza, Ricardo Correa, José Stoute, Rolando Gittens y Carmenza Spadafora son los autores del estudio, publicado el 18 de agosto de 2016 en ‘PlosOne’.
‘Blood stage Plasmodium falciparum exhibits biological responses to direct current electric fields’
Rolando Gittens, ingeniero eléctrico y electrónico y doctor en bioingeniería que trabaja en Indicasat, explica que se creó un sistema en el cual se colocaron dos placas de acero inoxidable arriba y debajo de un plato de laboratorio con 96 pocillos, donde se ponen las muestras en sus medios. A las placas se le conectan electrodos para formar un capacitor eléctrico. La idea es estimular a las células en esta presentación, para evaluar el efecto de los campos eléctricos en el funcionamiento de los parásitos dentro de los eritrocitos (glóbulos rojos de la sangre).
Los ingenieros Luis Mojica y Carlos Espinosa, del laboratorio del Centro Nacional de Metrología de Panamá (Cenamep), diseñaron un regulador de voltaje o divisor de tensión, para poder aplicar los voltajes específicos a los platos con las muestras.
Los científicos metían las muestras en una incubadora para probar la estimulación en condiciones controladas de gases y temperatura, explica Lorena Coronado, otra de las autoras, y quien está terminando un doctorado en biotecnología.
Gittens añade que en los experimentos publicados se vio que los efectos de un voltio o de 100 voltios no son tan diferentes desde el punto de vista funcional, ya que ambos aumentan la proliferación del parásito. Sin embargo, se demostró que sí hay diferencias de señalización dependiendo del voltaje. Gittens menciona que se podrían aplicar campos eléctricos de corriente alterna, lo cual abriría el compás para otras evaluaciones.
“El efecto magnético aún no se ha estudiado, pero ya estamos seguros de que por lo menos las microondas funcionan para inhibir el parásito”, dice Spadafora. “La importancia de este paper es convencer a los colegas de que tratamientos con energía son capaces de alterar la biología o fisiología de un parásito”.
Maytée Zambrano y Guadalupe González, de la Universidad Tecnológica de Panamá, están colaborando para conocer más de la biología del parásito a través de modelos computacionales, que permitan predecir o entender mejor qué causa su muerte.
Por ahora, los científicos esperarán a tener más datos de la parte magnética y del modelaje computacional, para saber exactamente cuánta energía se le está entregando al parásito. Entonces, podrán diseñar el primer prototipo de laboratorio para hacer pruebas con un modelo animal.
Se espera que para finales de este año ya se hayan podido publicar los resultados de los experimentos con microondas y se haya introducido una patente.