Desde su fundación en 1916, la Escuela de Salud Pública Bloomberg de Johns Hopkins ha hecho de la investigación de parasitología una prioridad.
La malaria, la fiebre amarilla, la amebiasis, la tripanosomiasis y los helmintos eran importantes problemas de salud pública, y el anquilostoma era una de las principales preocupaciones de la Fundación Rockefeller, el principal donante de la Escuela de Higiene y Salud Pública.
Entre los departamentos originales de la Escuela, el Departamento de Protozología y Entomología Médica tenía cuatro divisiones: protozología, helmintología, entomología médica y más tarde una división de virología. El presidente Robert William Hegner observó que » los zoólogos que están interesados en la parasitología generalmente dirigen su atención al parásito, mientras que la mayoría de los médicos tienden a enfatizar las reacciones del huésped . Solo cuando se juntan estas dos fases y se agregan aspectos del tema propios de las actividades de salud pública, se realiza un programa completo: entonces la parasitología se convierte en la biología de las relaciones huésped-parásito.»
Grupos de investigación
El laboratorio del Dr. Peter Agre estudia la influencia de las acuaporinas de parásitos humanos y de malaria en la infección por malaria. Durante el rápido crecimiento de los parásitos de la malaria dentro de los glóbulos rojos, el glicerol es absorbido por los parásitos e incorporado a los lípidos para la biosíntesis de la membrana. El glicerol debe atravesar la membrana plasmática de los glóbulos rojos y la membrana plasmática parasitaria para llegar a ser accesible para el parásito. El grupo ha demostrado que las aquagliceroporinas se expresan en ambas membranas en ratones. La acuaporina 9 (AQP9) del huésped se expresa en la membrana plasmática de los glóbulos rojos y la aquagliceroporina del parásito (PbAQP) se expresa en la membrana plasmática del parásito. La vía de transporte de glicerol contribuye a la virulencia de las etapas intraeritrocíticas de Plasmodium durante la infección por malaria. Las acuaporinas del huésped también se están estudiando en el cerebro, donde AQP4 sirve para proteger contra la malaria cerebral. Estos esfuerzos proporcionarán una mejor comprensión de la biología del paludismo y pueden conducir a mejores métodos para controlar o tratar el paludismo.
El laboratorio de la Dra. Isabelle Coppens estudia las adaptaciones de los parásitos apicomplejos a las células mamíferas de sus huéspedes que conducen a la patología de la enfermedad. El filo de Apicomplexa incluye patógenos humanos como Plasmodium, el agente causal de la malaria, Toxoplasma y Cryptosporidium, dos patógenos oportunistas principales de individuos inmunodeprimidos. Al entrar en los confines de una célula, estos parásitos se aseguran una fuente lista de nutrientes y protección contra las confrontaciones inmunitarias. Estamos analizando los genes microbianos y las vías involucradas en la cooptación de los procesos y orgánulos de la célula huésped por Apicomplexa, incluido el citoesqueleto del huésped y el tráfico de membranas durante la infección, el rescate de los lípidos del huésped y la remodelación de la vacuola parasitófora para apoyar la diferenciación y replicación de los parásitos. Nos centramos en los mecanismos patogénicos en la interfaz huésped-parásito que representan objetivos interesantes para el desarrollo de estrategias terapéuticas contra las infecciones por Apicomplejos.
El laboratorio de la Dra. Monica Mugnier estudia la variación antigénica en el tripanosoma africano, Trypanosoma brucei. Estos parásitos mortales evaden el reconocimiento por parte de los sistemas inmunitarios de los seres humanos y animales que infectan al «cambiar» una capa superficial densa compuesta de una proteína conocida como glicoproteína de superficie variante, o VSG. T. brucei puede extender su repertorio de VSG más allá de los codificados en el genoma a través de eventos de recombinación que crean nuevas variantes antigénicamente distintas. Esta diversificación del repertorio de VSG para crear nuevas capas de antígenos es fundamental para que el parásito mantenga una infección crónica. El laboratorio Mugnier utiliza bioinformática y otros enfoques de alto rendimiento para comprender mejor la dinámica de la variación antigénica y los mecanismos que impulsan la diversificación de VSG in vivo.
Los parásitos de la malaria contienen dos orgánulos, el apicoplasto y la mitocondria, que se cree que surgieron a través de la incorporación de otras células al parásito. Debido al origen procariótico de estos orgánulos, contienen una gama de vías metabólicas que difieren significativamente de las del huésped humano. El laboratorio del Dr. Sean Prigge está investigando las vías bioquímicas que se encuentran en estos orgánulos, particularmente aquellos que dependen de los cofactores enzimáticos lipoato, biotina y grupos de hierro y azufre. Nos interesan estos tres cofactores, cómo se adquieren, cómo se utilizan y si son esenciales para el crecimiento de parásitos de la malaria.
En un momento dado, los parásitos helmintos (nematodos, trematodos, gusanos cinta) infectan a más de un tercio de la población humana. Estos parásitos multicelulares de larga vida, que típicamente establecen infecciones que duran de meses a décadas, inducen respuestas inmunitarias que resultan en un cambio fundamental en el estado inmune de los individuos infectados. Dr. Alan Scott investiga el impacto de los nematodos parásitos en la inmunidad del huésped, con especial énfasis en la función de los macrófagos en los pulmones. Además, el Dr. Scott investiga el papel de los macrófagos pulmonares en la regulación de la respuesta inflamatoria inducida contra los glóbulos rojos infectados con malaria que se secuestran en el entorno pulmonar.
Los esquistosomas son parásitos únicos del sistema sanguíneo que ocupan un nicho en los capilares venosos que drenan el intestino delgado (Schistosoma mansoni o S. japonicum) y la vejiga (S. haematobium). Estos parásitos causan una patología severa en el hígado en el caso de los dos primeros y en la vejiga en el caso del tercero. De hecho, en la vejiga, la infección está asociada con el desarrollo de cáncer de vejiga. El Dr. Clive Shiff está interesado en los mecanismos en el desarrollo de este cáncer que resulta de una infección crónica, la detección de cambios en las primeras etapas de la infección y también en los métodos para mejorar el diagnóstico de estas infecciones mediante la detección de ADN. El objetivo es mejorar el método epidemiológico para evaluar el impacto del parásito en la salud pública.
Dr. Photini Sinnis y su grupo se centran en comprender la biología fundamental de las etapas preeritrocitarias de la malaria. Esto incluye los esporozoitos, la etapa infecciosa del parásito de la malaria y las etapas hepáticas en las que se desarrollan. Se trata de un área de investigación poco estudiada pero de importancia crítica, ya que es cuando se establece la infección por malaria en el huésped mamífero. Los objetivos de su investigación son: 1) elucidar las interacciones moleculares requeridas para el viaje de los esporozoitos desde el intestino medio de los mosquitos hasta el hígado de los mamíferos; 2) comprender los eventos involucrados en la invasión de hepatocitos; 3) traducir sus hallazgos para desarrollar medicamentos y una vacuna que se dirija a estas etapas del parásito de la malaria.
La investigación en el laboratorio del Dr. Prakash Srinivasan se centra en comprender la base molecular de la invasión de células huésped por el patógeno humano Plasmodium falciparum. La enfermedad clínica es causada por el crecimiento exponencial de los parásitos de la malaria dentro de los glóbulos rojos (glóbulos rojos). Esta infección en la etapa sanguínea comienza cuando los merozoitos (formas invasivas) entran en contacto con los glóbulos rojos a través de interacciones específicas ligando-receptor que activan la señalización intracelular, tanto en el parásito como en los glóbulos rojos, para facilitar la entrada del parásito. Muchas de estas vías de señalización se conservan y funcionan también durante la invasión esporozoítica (otra forma invasiva) de los hepatocitos (hígado). Utilizamos enfoques complementarios como técnicas de edición del genoma condicional, imágenes de células vivas, inhibidores de moléculas pequeñas y proteómica cuantitativa para estudiar la función de los determinantes de la invasión en este complejo proceso. Aprovechamos este conocimiento para desarrollar y validar nuevas vacunas antipalúdicas y dianas farmacológicas utilizando sistemas de modelos in vitro e in vivo.
El Dr. David Sullivan y su trabajo de laboratorio sobre la biología molecular de Plasmodium relacionada con el metabolismo del hierro, que también se cruza con la cristalización del hemo, el objetivo de los medicamentos antipalúdicos quinolonas. y el hierro biodisponible también juega un papel crítico en la activación de otra clase de medicamentos antipalúdicos, las artemisininas. El trabajo sobre la malaria cerebral y la anemia severa involucra la respuesta endotelial humana al Plasmodium y la contribución de las hemolisinas de Plasmodium a la anemia. Un principio general de las enfermedades infecciosas es el diagnóstico preciso y el tratamiento eficaz, y el laboratorio trabaja en nuevos diagnósticos de malaria en saliva u orina, así como en nuevos usos de la malaria para medicamentos aprobados por la FDA ya existentes. Un estudio epidemiológico en Bangladesh está investigando el papel de la hemoglobina E en los resultados y el riesgo de transmisión, entre otros factores humanos, parásitos y vectores. El trabajo en curso sobre helmintos incluye filiariasis y esquistosomiasis.