Visceral Leishmaniasis: genomics approaches for integrated molecular analysis of host and parasite.

• Grant number: 17/16328-6
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Young Researchers
• Start date: July 01, 2017
• End date: March 31, 2023
• Field of knowledge: Biological Sciences - Parasitology
• Principal Investigator: Sandra Regina Costa Maruyama
• Grantee: Sandra Regina Costa Maruyama
• Host Institution: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brazil
• Associated research grant: 16/20258-0 - Visceral leishmaniasis: genomics approaches for integrated molecular analysis of host and parasite, AP.JP

Abstract

A leishmaniose visceral (LV) no Brasil é causada pelo protozoário Leishmania infantum, cuja patologia apresenta-se de modo disseminado, crônico e potencialmente fatal. Entretanto, um fato interessante na LV é que a maioria dos indivíduos infectados permanecem assintomáticos. Sabe-se que fatores inerentes ao hospedeiro e ao parasito contribuem para o desenvolvimento da doença, mas quais e como esses fatores controlam a evolução da infecção para formas assintomáticas, brandas ou graves permanecem pouco elucidados. Diante disso, acreditamos que uma análise molecular comparativa de leucócitos de pacientes com a doença ativa, tratados (curados), assintomáticos e indivíduos saudáveis, bem como do genoma do parasito isolado de pacientes com formas brandas ou graves, refratários ou não ao tratamento convencional fornecerá dados e insights para elucidar os mecanismos da interação parasito/hospedeiro que permeiam as diferentes consequências da infecção. Assim, esse projeto tem por objetivo desenvolver uma análise molecular integrada da LV por meio da genômica funcional (RNA-seq) do hospedeiro e da genômica estrutural do parasito (WGS, whole-genome sequencing), ambas confluindo para integração de dados que sejam úteis como novos alvos terapêuticos e de drogas. Nossos resultados preliminares de RNA-seq de leucócitos de pacientes com LV e de WGS de isolados clínicos de L. infantum mostram que esta proposta além de inovadora é altamente promissora. Por meio de análise de RNA-seq de leucócitos do sangue de pacientes com a LV antes e após o tratamento, indivíduos assintomáticos e indivíduos saudáveis identificaremos assinaturas transcricionais (genes e RNAs não codificantes) relacionadas à imunopatogênese da LV. O dual RNA-seq permitirá identificar transcritos de Leishmania a partir do transcriptoma desses pacientes. Para complementar esse perfil de assinaturas transcricionais do hospedeiro, também pretendemos desenvolver uma metodologia de estimulação antigênica de sangue total para análise de RNA-seq. A genômica estrutural de mais isolados clínicos por WGS identificará a ploidia e somia cromossômica, bem como as variantes genéticas (CNVs e SNPs). Na análise de genômica comparativa identificaremos genes e/ou regiões genômicas de L. infantum associadas à gravidade da doença e à resistência aos quimioterápicos convencionais. Essa análise também fornecerá grande contribuição para a biologia das linhagens brasileiras do parasito. Por fim, esta proposta visa o estabelecimento de uma nova linha de pesquisa na área de estudo da interação parasito/hospedeiro em doenças tropicais neglicenciadas.

Scientific publications

(10)

(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)

DUARTE-SILVA, MURILLO; PARRA, ROGERIO SERAFIM; FEITOSA, MARLEY RIBEIRO; NARDINI, VIVIANI; MARUYAMA, SANDRA REGINA; DA ROCHA, JOSE JOAQUIM RIBEIRO; FERES, OMAR; CARDOSO, CRISTINA RIBEIRO DE BARROS. Leukocyte dysfunction and reduced CTLA-4 expression are associated with perianal Crohn's disease. CLINICAL AND EXPERIMENTAL IMMUNOLOGY, v. 217, n. 1, p. 11-pg., 2024-03-22. (17/16328-6)

MARUYAMA, SANDRA REGINA; ROGERIO, LUANA APARECIDA; FREITAS, PATRICIA DOMINGUES; GERALDES TEIXEIRA, MARTA MARIA; CHAVES RIBEIRO, JOSE MARCOS. Total Ortholog Median Matrix as an alternative unsupervised approach for phylogenomics based on evolutionary distance between protein coding genes. SCIENTIFIC REPORTS, v. 11, n. 1, FEB 15 2021. (16/20258-0, 17/16328-6, 18/26799-9)

FUZO, CARLOS A.; FRAGA-SILVA, THAIS F. C.; MARUYAMA, SANDRA R.; BASTOS, VICTOR A. F.; ROGERIO, LUANA A.; TAKAMIYA, NAYORE T.; DA SILVA-NETO, PEDRO V.; PIMENTEL, VINICIUS E.; TORO, DIANA M.; PEREZ, MALENA M.; et al. The turning point of COVID-19 severity is associated with a unique circulating neutrophil gene signature. IMMUNOLOGY, v. 169, n. 3, p. 21-pg., 2023-03-08. (15/00658-1, 21/04590-3, 20/08534-8, 20/05207-6, 19/09881-6, 14/07125-6, 20/05270-0, 17/16328-6)

TAKAMIYA, NAYORE TAMIE; ROGERIO, LUANA APARECIDA; TORRES, CAROLINE; LEONEL, JOAO AUGUSTO FRANCO; VIOTI, GEOVANNA; OLIVEIRA, TRICIA MARIA FERREIRA DE SOUSA; VALERIANO, KAROLINE CAMILA; PORCINO, GABRIANE NASCIMENTO; SANTOS, ISABEL KINNEY FERREIRA DE MIRANDA; COSTA, CARLOS H. N.; et al. Parasite Detection in Visceral Leishmaniasis Samples by Dye-Based qPCR Using New Gene Targets of Leishmania infantum and Crithidia. TROPICAL MEDICINE AND INFECTIOUS DISEASE, v. 8, n. 8, p. 25-pg., 2023-08-01. (21/12464-8, 16/18527-3, 18/26799-9, 19/19789-0, 16/20258-0, 21/10358-6, 20/15771-6, 20/14011-8, 17/16328-6)

ROGERIO, LUANA APARECIDA; TAKAHASHI, TALITA YURI; CARDOSO, LURIA; TAKAMIYA, NAYORE TAMIE; DE MELO, ENALDO VIEIRA; DE JESUS, AMELIA RIBEIRO; DE OLIVEIRA, FABRICIA ALVISI; FORRESTER, SARAH; JEFFARES, DANIEL C.; RIBEIRO, JOSE MARCOS; et al. Co-infection of Leishmania infantum and a Crithidia- related species in a case of refractory relapsed visceral leishmaniasis with non-ulcerated cutaneous manifestation in Brazil. INTERNATIONAL JOURNAL OF INFECTIOUS DISEASES, v. 133, p. 4-pg., 2023-05-30. (21/12464-8, 19/03095-9, 19/12142-0, 16/20258-0, 20/14011-8, 17/16328-6)

GOMES, ELLEN; ROGERIO, LUANA APARECIDA; TAKAMIYA, NAYORE TAMIE; TORRES, CAROLINE; DA SILVA, JOAO SANTANA; ALMEIDA, ROQUE PACHECO; MARUYAMA, SANDRA REGINA. Dataset of dual RNA-seq mapping in visceral leishmaniasis: Inquiry on parasite transcripts in human blood transcriptome upon Leishmania infantum infection. DATA IN BRIEF, v. 46, p. 7-pg., 2022-12-17. (16/20258-0, 17/16328-6, 21/12464-8, 22/01525-9, 20/14011-8, 13/08216-2, 21/10358-6)

GARDINASSI, LUIZ GUSTAVO; MARUYAMA, SANDRA REGINA; CANTACESSI, CINZIA. Editorial: Systems Biology of Hosts, Parasites and Vectors. FRONTIERS IN CELLULAR AND INFECTION MICROBIOLOGY, v. 11, p. 3-pg., 2021-11-04. (17/16328-6)

BARBY, FELIPE FAIX; RAB, PETR; LAVOUE, SEBASTIEN; EZAZ, TARIQ; CARLOS BERTOLLO, LUIZ ANTONIO; KILIAN, ANDRZEJ; MARUYAMA, SANDRA REGINA; DE OLIVEIRA, EZEQUIEL AGUIAR; ARTONI, ROBERTO FERREIRA; SANTOS, MATEUS HENRIQUE; et al. From Chromosomes to Genome: Insights into the Evolutionary Relationships and Biogeography of Old World Knifefishes (Notopteridae; Osteoglossiformes). GENES, v. 9, n. 6, JUN 2018. (16/22196-2, 17/16328-6)

DE OLIVEIRA, EZEQUIEL AGUIAR; CARLOS BERTOLLO, LUIZ ANTONIO; RAB, PETR; EZAZ, TARIQ; YANO, CASSIA FERNANDA; HATANAKA, TERUMI; JEGEDE, OLADELE ILESANMI; TANOMTONG, ALONGKLOD; LIEHR, THOMAS; SEMBER, ALEXANDR; et al. Cytogenetics, genomics and biodiversity of the South American and African Arapaimidae fish family (Teleostei, Osteoglossiformes). PLoS One, v. 14, n. 3, MAR 25 2019. (16/22196-2, 17/16328-6)

MARUYAMA, SANDRA R.; DE SANTANA, ALYNNE K. M.; TAKAMIYA, NAYORE T.; TAKAHASHI, TALITA Y.; ROGERIO, LUANA A.; OLIVEIRA, CAIO A. B.; MILANEZI, CRISTIANE M.; TROMBELA, VIVIANE A.; CRUZ, ANGELA K.; JESUS, AMELIA R.; et al. Non-Leishmania Parasite in Fatal Visceral Leishmaniasis Like Disease, Brazil. Emerging Infectious Diseases, v. 25, n. 11, p. 2088-2092, NOV 2019. (18/05767-1, 18/26799-9, 13/08216-2, 16/20258-0, 17/16328-6, 19/03095-9)