Un equipo de investigación internacional dirigido por científicos de la Universidad de California, Riverside, y el Instituto de Inmunología de La Jolla ha descubierto que los genomas del parásito de la malaria están formados por familias de genes específicos del parásito, y que esta organización del genoma se correlaciona fuertemente con la virulencia del parásito..
Los resultados destacan la importancia de la organización espacial del genoma en la regulación de genes y el control de la virulencia en los parásitos de la malaria.
"Nuestros resultados subrayan la idea de que los compuestos que se dirigen a las proteínas involucradas en el establecimiento y mantenimiento de la estructura del genoma pueden interferir con el desarrollo de parásitos y la evasión inmune", dijo la investigadora co-líder Karine Le Roch, profesora en el Departamento de Molecular, Célula de la Universidad de Riverside de la UCy Systems Biology. "Las nuevas estrategias de intervención dirigidas a la estructura del genoma podrían marcar un gran avance tanto para el desarrollo de vacunas como de fármacos contra la malaria".
Los resultados del estudio aparecen en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Le Roch, co-líder Ferhat Ay, profesor asistente de liderazgo del Instituto de biología computacional en el Instituto de Inmunología La Jolla y profesor adjunto asistente en la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego, y sus colegas investigaron la organización del genoma 3-D en cincoLos parásitos de la malaria y dos parásitos relacionados para identificar posibles conexiones entre la arquitectura del genoma y la patogenicidad. Encontraron que en los cinco parásitos de la malaria, la organización del genoma está dominada por la agrupación de familias de genes específicos de parásitos en el espacio tridimensional.
"Además, esta organización del genoma 3-D en el núcleo juega un papel en la expresión génica y la patogenicidad de estos parásitos mortales", dijo Le Roch, director del Centro de Investigación de Vectores de Enfermedades Infecciosas de la UCR y miembro del Instituto UCR paraBiología Integrativa del Genoma.
Las especies más virulentas de parásitos de la malaria utilizan un mecanismo de "variación antigénica" para alterar sus proteínas de superficie y evitar la respuesta inmune del huésped. La capacidad del parásito para cambiar su perfil antigénico se correlaciona con la alta virulencia del parásito. Cuanto más capaz sea el parásitoestá en cambiar su perfil antigénico, cuanto más virulento es el parásito.
Los investigadores encontraron que los dos parásitos de la malaria humana más patógenos - Plasmodium falciparum y Plasmodium knowlesi - comparte características únicas en la organización de familias de genes involucradas en la variación antigénica. P. falciparum y P. knowlesi , informan, han desarrollado familias de genes únicas, var y SICvar, respectivamente, que permiten que estos parásitos experimenten variaciones antigénicas.
"La organización de otros genomas de Plasmodium también está impulsada por sus genes de virulencia, pero no se ve tan fuertemente en ellos como lo vemos en P. falciparum y P. knowlesi ", dijo Le Roch.
Cuando los investigadores generaron modelos genómicos 3-D similares para los parásitos humanos relacionados Babesia microti , que causa una enfermedad similar a la malaria endémica en los Estados Unidos, y Toxoplasma gondii que causa toxoplasmosis en individuos con sistemas inmunes debilitados, no encontraron asociación entre la estructura del genoma y la expresión génica en general, lo que sugiere que esta asociación es específica de Plasmodium.
"Nuestros resultados, obtenidos al comparar los cinco parásitos de la malaria con B. microti y T. gondii , sugiero que la organización del genoma en los parásitos de la malaria ha sido moldeada por familias de genes específicos de parásitos que afectan la virulencia ", dijo Le Roch.
Los investigadores también observaron diferencias significativas entre los parásitos de la malaria que infectan a los primates y los roedores, lo que sugiere que los diversos linajes de parásitos han desarrollado diferentes estrategias para sobrevivir en sus respectivos anfitriones.
"Un factor contribuyente podría ser la vida útil del huésped", dijo Le Roch. "Los parásitos que infectan primates de larga vida pueden requerir escapar de las respuestas inmunes adaptativas para establecer infecciones crónicas y garantizar la transmisión a un huésped susceptible, mientras que los parásitos infectan pocolos huéspedes roedores vivos pueden beneficiarse de una expresión más flexible de sus genes de virulencia ".
Luego, el equipo planea identificar los componentes moleculares que regulan los genes específicos del parásito a nivel de la estructura de la cromatina con el objetivo de identificar nuevos objetivos para nuevas estrategias terapéuticas.
Le Roch y Ay se unieron en la investigación por científicos de UC Riverside; el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas, San Antonio; Universidad de Emory; Universidad de Oxford; Universidad de Mahidol; Universidad de Columbia; Escuela de Medicina de Yale, New Haven; Universidadde Nottingham; y Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health.
Le Roch fue apoyado en la investigación por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud y UC Riverside.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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