Investigação da ocorrência de eventos epigenéticos em Haemonchus contortus e sua relação com a resistência ao anti-helmíntico monepantel

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moraes, Caroline Valério
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11111
Resumo: Parasitism by gastrointestinal nematodes, mainly by Haemonchus contortus, is the major obstacle to sheep production. Anthelmintic treatment is the main method used by farmers to control worms. However, parasites acquire resistance and, currently, monepantel is the most effective available anthelmintic to control parasites in small ruminant flocks. This study investigated the epigenetic events in H. contortus involved on its development as well as in the establishment of monepantel resistance. Since epigenetics, such as DNA methylation and histone modifications, contribute to phenotypic variation, its importance for parasite physiology and development of resistance still needs to be clarified. In silico analyses suggested that DNA methylation does not occur in H. contortus, but we detected tRNA methylation and post-translational histone modifications, which were confirmed by ELISA in infective larvae (L3). By reverse transcription quantitative PCR (RT-qPCR) assays, changes in gene expression were detected for dnmt, hmt and tfjmj, which are genes potentially related to the epigenetic machinery, during the life cycle of H. contortus (eggs, L3 larvae and adults). An increase in transcript abundance for dnmt and hmt genes in adult females compared to males was also observed. In addition, the expression of these genes was not affected by the resistance status to monepantel, in L3 larvae. In the comparison between monepantel susceptible and resistant H. contortus isolates, no changes in mptl1 gene expression nor the presence of two mutations described in literature (intron 15 retention and loss of exon 12 in mptl1) were detected. The results obtained here are relevant to gain knowledge related to epigenetic events in parasites. In addition, since the transcription levels of genes from the epigenetic machinery were changed during the life cycle of H. contortus, they appear to be determinant for worm development and adaptation to environmental conditions (inside and outside the host), and can be further investigated as potential new drug targets for nematode control.
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This study investigated the epigenetic events in H. contortus involved on its development as well as in the establishment of monepantel resistance. Since epigenetics, such as DNA methylation and histone modifications, contribute to phenotypic variation, its importance for parasite physiology and development of resistance still needs to be clarified. In silico analyses suggested that DNA methylation does not occur in H. contortus, but we detected tRNA methylation and post-translational histone modifications, which were confirmed by ELISA in infective larvae (L3). By reverse transcription quantitative PCR (RT-qPCR) assays, changes in gene expression were detected for dnmt, hmt and tfjmj, which are genes potentially related to the epigenetic machinery, during the life cycle of H. contortus (eggs, L3 larvae and adults). An increase in transcript abundance for dnmt and hmt genes in adult females compared to males was also observed. In addition, the expression of these genes was not affected by the resistance status to monepantel, in L3 larvae. In the comparison between monepantel susceptible and resistant H. contortus isolates, no changes in mptl1 gene expression nor the presence of two mutations described in literature (intron 15 retention and loss of exon 12 in mptl1) were detected. The results obtained here are relevant to gain knowledge related to epigenetic events in parasites. In addition, since the transcription levels of genes from the epigenetic machinery were changed during the life cycle of H. contortus, they appear to be determinant for worm development and adaptation to environmental conditions (inside and outside the host), and can be further investigated as potential new drug targets for nematode control.O parasitismo por nematoides gastrintestinais, principalmente por Haemonchus contortus, é o maior obstáculo à produção de ovinos. O modo de controle mais utilizado pelos produtores é com o uso de anti-helmínticos, aos quais os parasitas acabam adquirindo resistência. Atualmente, o anti-helmíntico mais efetivo no controle de verminose na maioria dos rebanhos de pequenos ruminantes é o monepantel. Este trabalho investigou os eventos epigenéticos em H. contortus envolvidos no seu desenvolvimento assim como no estabelecimento da resistência anti-helmíntica ao monepantel. Uma vez que a epigenética, como a metilação do DNA e as modificações de histonas, contribui para a variação fenotípica, sua importância para a fisiologia de parasitas e para o desenvolvimento da resistência ainda precisa ser esclarecida. Investigações in silico sugeriram que não ocorre metilação de DNA em H. contortus, mas foram detectados indícios da ocorrência de metilação de tRNA e de modificações pós-traducionais de histonas, confirmadas por ELISA para larvas infectantes (L3). Em ensaios de PCR quantitativo (RT-qPCR), verificou-se alteração da expressão dos genes dnmt, hmt e tfjmj, potencialmente relacionados à maquinaria epigenética, durante o ciclo de vida de H. contortus (ovos, larvas L3 e adultos) e aumento da abundância de transcritos para os genes dnmt e hmt em fêmeas em comparação a machos adultos. Além disso, observou-se, em larvas L3, que a expressão desses genes não foi afetada pelo estado de resistência ao monepantel. Na comparação entre isolados de H. contortus sensíveis e resistentes ao monepantel, não foram detectadas alterações na expressão do gene mptl1 e nem a presença de duas mutações nesse gene (retenção do íntron 15 e exclusão do éxon 12) previamente associadas à resistência na literatura. Os resultados obtidos neste trabalho são relevantes para o ganho de conhecimento sobre os eventos epigenéticos em parasitas. Além disso, uma vez que os níveis de transcrição dos genes da maquinaria epigenética sofreram alterações durante o ciclo de vida de H. contortus e, assim, parecem ser determinante para seu desenvolvimento e adaptação às alterações ambientais (dentro e fora do hospedeiro), tais genes podem ser investigados como potencias alvos de novas drogas para o controle desse nematoide.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvUFSCarMetilação do DNAModificações de histonasMonepantelResistência anti-helmínticaDNA methylationHistone modificationsMonepantelAnthelmintic resistanceCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICACIENCIAS BIOLOGICAS::PARASITOLOGIAInvestigação da ocorrência de eventos epigenéticos em Haemonchus contortus e sua relação com a resistência ao anti-helmíntico monepantelinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisOnline600600f3c4d2d7-a600-4708-a18a-15a284925577info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação Caroline - versao final para biblioteca.pdfDissertação Caroline - versao final para biblioteca.pdfDissertação de Mestradoapplication/pdf2612400https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11111/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Caroline%20-%20versao%20final%20para%20biblioteca.pdf2efd0fb88bd5bf6d98be3ba39b419a31MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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