Uso de single-cell RNAseq para identificação e caracterização de estágios sexuais de Plasmodium knowlesi

• Processo: 21/10532-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 08 de novembro de 2021
• Data de Término da vigência: 07 de janeiro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Roberto Rudge de Moraes Barros
• Beneficiário: Taís Baruel Vieira
• Supervisor: David Serre
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Maryland, Baltimore (UMB), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 20/02303-4 - Desenvolvimento de transfecção de P. knowlesi in vitro e P. cynomolgi in vivo utilizando a tecnologia CRISPR/Cas9, BP.MS
• Assunto(s): Plasmodium knowlesi Gametófito Malária Infecção Anopheles
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: gametocyte | Plasmodium Knowlesi | scRNAseq | scRNAseq

Resumo

Estudos de estágios sexuais de Plasmodium falciparum in vitro revelaram processos chave pelos quais gametócitos se desenvolvem e transmitem infecções humanas para mosquitos Anopheles. Entretanto, outras espécies de malária humana, como Plasmodium vivax e Plasmodium knowlesi, apresentam gametócitos com biologias distintas, morfologias diferentes, desenvolvimento mais rápido e tempo de vida mais curto se comparadas a P. falciparum, refletindo a separação evolucionária dessas espécies. Estágios assexuados de P. knowlesi foram adaptados para cultura in vitro em 2002, mas gametócitos não foram observados nessas culturas. Recentemente, geramos gametócitos de P. knowlesi in vitro e usamos esses parasitas para infectar mosquitos Anopheles. Observamos que infecções de P. knowlesi podem ser transmitidas para mosquitos mesmo na presença de números muito baixos de gametócitos observados em microscopia (muitas vezes indetectáveis). Além disso, transcrições de marcadores ortólogos específicos de P. falciparum não puderam ser correlacionados com marcadores de infectividade de mosquitos de P. knowlesi, indicando que diferentes genes estão relacionados ao desenvolvimento de gametócito nessas espécies, confirmando a diferença entre a biologia de gametócitos. Para identificar gametócitos de culturas in vitro e caracterizar genes e vias envolvidas no desenvolvimento de gametócitos, usaremos o sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq). Bibliotecas de scRNA-seq serão preparadas usando o equipamento ddSEQ Single-Cell-Isolator (BioRad) e o kit SureCell WTA 3'Library Prep (Illumina). As bibliotecas serão sequenciadas no sistema Illumina NovaSeq 6000 system (Illumina). As análises bioinformáticas serão realizadas em colaboração com o grupo do Prof. David Serre (University of Maryland, Baltimore, USA). O Dr. Serre é pioneiro em análise de RNA-seq e scRNA-seq de microorganismos, especialmente de Plasmodium. Para esse passo, estamos solicitando um financiamento para que a aluna de Mestrado Taís Baruel Vieira passe 2 meses em Baltimore, para receber treinamento em bioinformática no laboratório do Dr. Serre. (AU)