Los parásitos unicelulares pertenecientes al género Trypanosoma causan la enfermedad del sueño en los humanos. La enfermedad del sueño es una enfermedad debilitante y potencialmente letal en el África subsahariana, que se transmite por la mosca tsetsé. Profesor Nicolai Siegel, que dirige un grupo de investigación en parasitología molecularen LMU, utiliza los tripanosomas como un sistema modelo experimental para estudiar la incesante 'carrera armamentista' entre parásitos y sus anfitriones: a medida que el sistema inmunitario del huésped desarrolla formas de combatir las infecciones parasitarias, los parásitos desarrollan continuamente estrategias para burlar estos mecanismos. Los tripanosomas son especialistas enarte de la evasión inmune. En un proceso conocido como variación antigénica, alteran constantemente las estructuras de sus capas superficiales, obligando al sistema inmunitario del huésped a redirigir su fuego contra un objetivo nuevo. El grupo de Siegel, en cooperación con colegas con sede en las universidades de Würzburg, ZB MED - Centro de información para las ciencias de la vida, TH Köln, el Instituto Helmholtz para Infec basado en ARNInvestigaciones de investigación HIRI en Würzburg un instituto del Heltrum de Zentrum de Helmholtz para la investigación de infecciones e instituciones en los EE. UU., Reino Unido e Israel, ahora han examinado más de cerca los mecanismos genéticos que subyacen a la capacidad del parásito para alterar las proteínas que se muestran en susuperficie.Los investigadores demuestran que las proteínas de empaquetamiento de ADN que participan en la regulación del acceso a segmentos específicos del genoma del parásito juegan un papel central en el proceso.Los nuevos hallazgos aparecen en la revista científica líder Naturaleza .
Los tripanosomas infectan una variedad de organismos vertebrados, y generalmente se transmiten al huésped final por insectos que pican, que los inyectan en el torrente sanguíneo de los mamíferos. El nuevo estudio se centra en Trypanosoma brucei que no solo es responsable de la enfermedad del sueño, sino que también causa una afección conocida como nagana en el ganado.
El T. brucei el genoma contiene aproximadamente 2000 genes que codifican distintas variantes de su proteína de recubrimiento superficial. Fundamentalmente, solo uno de estos se expresa en una célula determinada en un momento dado, y cubre toda la superficie del patógeno. Las respuestas inmunes adaptativas requieren el molecularreconocimiento de patógenos invasivos. Por lo tanto, la reacción inmune inicialmente montada por el huésped durante una infección se dirige contra la variante actualmente expuesta en la superficie del tripanosoma. Sin embargo, al desactivar el gen para la proteína de superficie expresada y activar otra en su lugar, elEl parásito puede evadir efectivamente la defensa inmune del huésped. Dado que el sistema inmunitario tarda un tiempo en reconocer una nueva proteína de la cubierta como "no propia", el parásito siempre está un paso por delante del juego y, por lo tanto, puede establecer una infección a largo plazo.
"Nuestro interés principal está en cómo se regula esta variabilidad genética", dice Siegel, cuyo laboratorio es parte de la Facultad de Medicina Veterinaria y actualmente se encuentra en el Centro Biomédico de LMU. En el núcleo del parásito, las moléculas de ADN cromosómico están envueltasalrededor de complejos en forma de perlas formados por proteínas llamadas histonas. En su estado condensado, denominado colectivamente heterocromatina, la mayor parte del ADN es inaccesible para las enzimas y, por lo tanto, está inactivo. La accesibilidad a la activación se controla en gran medida mediante la fijación o eliminación de pequeñas sustancias químicaspara identificar cómo se activan selectivamente los genes de las proteínas de superficie en los tripanosomas, Siegel y sus colegas secuenciaron por primera vez todo el genoma de T. brucei y determinó la configuración tridimensional del ADN dentro del núcleo. Al analizar los transcriptomos de las células individuales, pudieron demostrar que el cambio de una forma de la capa superficial a otra se estimula mediante la eliminación de dos de tales variantes de histonas.Esto da como resultado un cambio en la estructura tridimensional del ADN y una alteración acompañante de la densidad global de empaquetamiento en estos sitios. Estos efectos en conjunto hacen que las nuevas secuencias de genes sean accesibles para la activación y permiten que tengan lugar nuevas interacciones entre segmentos de ADN, que ena su vez, permite que se activen otros genes. "El punto importante es que ambas variantes de histona deben eliminarse", dice Siegel. "Cuando eliminamos solo uno de ellos, la estructura tridimensional del ADN se alteró, pero no hubo ningún cambioen la superficie de la proteína expresada "
Una mejor comprensión de los mecanismos responsables de la variación antigénica en los tripanosomas promete arrojar luz sobre otras enfermedades además de la enfermedad del sueño. Muchos otros patógenos, incluido el organismo causante de la malaria, hongos del género Candida y muchas bacterias, utilizan estrategias similarespara neutralizar las respuestas inmunes.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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