Plasmodium vivax: análise transcriptômica

• Processo: 16/11764-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 10 de outubro de 2016
• Data de Término da vigência: 09 de junho de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Fabio Trindade Maranhão Costa
• Beneficiário: Catarina Baeta da Luz Bourgard
• Supervisor: Per Sunnerhagen
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Gothenburg, Suécia
• Vinculado à bolsa: 13/20509-5 - Análise dos mecanismos imunopatológicos e moleculares envolvidos no processo de citoaderência de Plasmodium vivax, BP.DR
• Assunto(s): Biologia computacional Análise de sequência de RNA Malária vivax Sequenciamento de nova geração Transcriptoma Plasmodium vivax
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioinformática | Malaria Vivax | Plasmodium vivax | RNA-seq | sequenciamento de nova geração | Transcriptoma | Bioinformática

Resumo

Na última década, os problemas científicos são abordados de forma diferente pela aplicação de novas tecnologias. Complexas questões biológicas que julgávamos impensáveis desvendar, são agora exploradas nesta busca pelo conhecimento. O sequenciamento de nova geração (SNG) tem beneficiado o entendimento da biologia molecular, ecologia e epidemiologia parasitária. Na Malária observam-se avanços notáveis no estudo do gênero Plasmodium. Das várias espécies causadoras de malária humana, o negligenciado e geograficamente disperso Plasmodium vivax coloca milhões de pessoas em risco, tendo um forte impacto social e econômico. Resistência heterogênea a antimaláricos e aumento da severidade da doença têm sido reportados, alertando-nos para a necessidade do estudo da imunopatogênese e biologia de P. vivax, como p. e., sua capacidade de adesão. A capacidade de evasão de P. vivax foi proposta nos anos 60, quando se observou uma desproporção na quantidade de estágios parasitários maduros (esquizontes) face a jovens (trofozoítas) encontrados no sangue periférico de pacientes infectados com P. vivax, indicativo de que a sua maturação poderia ocorrer na microvasculatura humana. De fato, em ensaios ex vivo, nós mostramos que eritrócitos infetados pelo P. vivax são capazes de aderir ao endotélio pulmonar, cerebral e na placenta. Ainda, observamos recentemente uma baixa frequência de esquizontes circulantes e uma elevada capacidade adesiva dessas formas, indicando que estes parasitas possam estar "sequestrados" na microvasculatura, levando a um aumento da severidade da doença. A pesquisa em malária vivax enfrenta várias dificuldades experimentais na compreensão da biologia deste parasita, colocando sérios problemas a nível de tomada de decisão e aplicação de medidas de controlo e transmissão da doença. Estudos associados à biologia de P. vivax e sua patogênese, ainda são incipientes devido, sobretudo, à impossibilidade de cultivo contínuo. Este fato acarreta na falta de ensaios funcionais ex vivo utilizando formas sanguíneas de P. vivax coletadas de pacientes infectados, limitando o estudo a áreas endêmicas. Logo, pouco se sabe sobre os mecanismos moleculares envolvidos na adesão parasitária de P. vivax. O sequenciamento do genoma de referência da cepa P. vivax Sal-1 adaptada a primatas, tem aberto novas possibilidades na área da biologia molecular, mas estudos transcriptômicos tendo por objetivo compreender os mecanismos moleculares subjacentes a diversos aspectos da patogênese de P. vivax, são escassos. O sequenciamento do transcriptoma, mais conhecido por RNA-seq, tem se revelado uma ferramenta ponderosa na identificação de padrões de expressão específicos, que possam estar associadas à sua virulência e permitam caracterizar interações hospedeiro-patógeno. Ainda, análise comparativa entre transcriptomas de P. falciparum e P. vivax será importante na descoberta de diferenças biológicas e clínicas entre as duas mais relevantes espécies causadoras da malária humana, impactando no desenho de futuras drogas e vacinas no combate à doença. As baixas parasitemias verificadas, a multiclonalidade das infeções e contaminações com material genético do hospedeiro humano são alguns dos principais limitantes experimentais que têm sido ultrapassados recorrendo a técnicas de enriquecimento e amadurecimento ex vivo de P. vivax. Na decorrência deste projeto, alcançamos o isolamento de RNA de um painel de isolados clínicos de P. vivax da Amazônia brasileira, com baixa parasitemia e enriquecidos em fenótipos de (cito)adesão. Já realizou-se com sucesso a geração de bibliotecas transcriptômicas, prontas a sequenciar em plataforma Illumina® de SNG. A nossa expectativa é a de que se abram novas oportunidades para geração de novo conhecimento da biologia deste parasita apicomplexo, para num futuro, o combate à malária vivax seja mais eficiente, com vista à sua erradicação. (AU)