Desenvolvimento e validação do modelo metabólico em escala-genômica de Trypanosoma cruzi: análise in silico comparativa do fluxo metabólico das formas epimastigota, tripomastigota e amastigota

• Processo: 23/07306-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Parasitologia - Protozoologia de Parasitos
• Pesquisador responsável: Ariel Mariano Silber
• Beneficiário: Bruno Ribeiro Pinto
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/12938-0 - O metabolismo de aminoácidos em Trypanosoma cruzi: uma caixa de ferramentas para sobreviver em ambientes hostis, AP.TEM
• Assunto(s): Metabolismo Bioenergética Biologia de sistemas Modelagem computacional Trypanosoma cruzi Epimastigotas Amastigotes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioenergética | metabolismo | Modelagem computacional | Trypanosomatídeos | Metabolismo e biologia de sistemas

Resumo

Trypanosoma cruzi é o agente causador da doença de chagas, uma doença tropical negligenciada que acomete muitos países nas Américas. Este tripanosomatídeo ao longo do seu ciclo de vida, transita entre dois hospedeiros diferentes e precisa sobreviver em condições limitadas de nutrientes. T. cruzi é capaz de utilizar tanto glicose, aminoácidos e ácidos graxos para obtenção de energia. Para isso, dispõe de transportadores e enzimas que catalisam diversas reações de vias metabólicas, permitindo a captação e oxidação destes nutrientes do meio extracelular, gerando energia e biomassa para se adaptar e completar o seu ciclo de vida. Analisar manualmente de forma sistêmica, a interação das reações que compõem a rede metabólica deste parasita em diferentes condições, é uma tarefa complexa. Entretanto, a modelagem metabólica em escala-genômica nos permite através de dados genômicos, reconstruir in silico a rede metabólica de um determinado organismo e predizer os fluxos metabólicos desta rede. Assim, possibilitando analisar de forma sistêmica as interações metabólicas em diferentes condições. Simulações de fluxo metabólico nos permite esclarecer diferentes aspectos do metabolismo, identificando reações e genes essenciais que podem ser estudados e validados experimentalmente como possíveis novos alvos terapêuticos. Este projeto tem como objetivo a expansão do modelo metabólico de T. cruzi iIS312, por meio de uma extensa revisão de dados presentes nos bancos de dados e literatura, expandindo o modelo de forma curada, adicionando novas reações, genes, metabólitos e a modelagem contexto específica das formas epimastigota, tripomastigota e amastigota. Assim como a formulação de equações de biomassa específicas para os estágios infecciosos de T. cruzi, utilizando de dados experimentais, como a determinação de componentes celulares RNA, DNA, proteínas e lipídios. A partir da curadoria e expansão do modelo, será possível gerar um modelo matemático da rede metabólica. Este modelo nos permitirá simular a produção de biomassa em diversas condições, possibilitando assim visualizar de forma sistêmica o fluxo metabólico de diversas vias, e fazer nocautes in silico, que serão validados experimentalmente utilizando a técnica de edição genômica CRISPR-Cas9. Gerando assim uma ferramenta que permitirá fazer estudos in silico do metabolismo de T. cruzi que estará à disposição da comunidade científica. (AU)