Genômica evolutiva e o estudo de mecanismos de adaptação do metabolismo de Leishmania ao parasitismo intracelular

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tiago Antônio de Oliveira Mendes
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A7QNG6
Resumo: O tratamento atualmente preconizado para a leishmaniose visceral e cutânea é baseado em um número limitado de drogas disponíveis com eficiência variável, muitos efeitos adversos e formulação parenteral que depende de administração acompanhada por médicos, o que aumenta o custo do tratamento. Desta forma, a identificação de novos alvos terapêuticos é considerada uma estratégia prioritária para o controle da doença. Neste projeto, usou-se diferentes abordagens genômicas, taiscomo genômica comparativa, reconstrução de rede metabólicas visando a identificação de potenciais fatores de virulência que poderiam ser utilizados como alvos terapêuticos para tratamento das leishmanioses. Análises de genômica comparativa entre dezessete genomas de tripanossomatídeos pertencentes a quatro gêneros diferentes revelaram mecanismos adaptativos relacionados à invasão celular e evasão do sistema imune. Estes estudos revelaram ainda que o genoma de L.tarentolae, uma espécie não infectiva para mamíferos, perdeu genes importantes associados à infectividade. Estes genes são associados a diferentes vias metabólicas das quais se destaca biossíntese de glicanos. Análises de citometria de fluxo corroboraram estes achados in silico. Em uma segunda parte do trabalho, modelos metabólicos foram utilizados para integrar dados de proteômica quantitativa e metabolômica por 1H-RMN a fim de identificar enzimas mais importantes que impactassem o fluxo metabólico ao longo do processo de amastigogênese in vitro. As espécies que causam a doença visceral, L. donovani e L. infantum, apresentaram maior alteração de fluxos metabólicos do que a espécie cutânea L. major. L. tarentolae, espécie apatogênica para mamíferos, foi o organismo com menor taxa devariação da concentração de metabólitos ao longo do processo de amastigogênese. Homoserina quinase e tripanotiona sintase foram as enzimas mais importantes para geração de um perfil de metabólitos associado à capacidade infectiva e foram considerados bons candidatos para serem testados como alvos terapêuticos.
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Análises de genômica comparativa entre dezessete genomas de tripanossomatídeos pertencentes a quatro gêneros diferentes revelaram mecanismos adaptativos relacionados à invasão celular e evasão do sistema imune. Estes estudos revelaram ainda que o genoma de L.tarentolae, uma espécie não infectiva para mamíferos, perdeu genes importantes associados à infectividade. Estes genes são associados a diferentes vias metabólicas das quais se destaca biossíntese de glicanos. Análises de citometria de fluxo corroboraram estes achados in silico. Em uma segunda parte do trabalho, modelos metabólicos foram utilizados para integrar dados de proteômica quantitativa e metabolômica por 1H-RMN a fim de identificar enzimas mais importantes que impactassem o fluxo metabólico ao longo do processo de amastigogênese in vitro. As espécies que causam a doença visceral, L. donovani e L. infantum, apresentaram maior alteração de fluxos metabólicos do que a espécie cutânea L. major. L. tarentolae, espécie apatogênica para mamíferos, foi o organismo com menor taxa devariação da concentração de metabólitos ao longo do processo de amastigogênese. Homoserina quinase e tripanotiona sintase foram as enzimas mais importantes para geração de um perfil de metabólitos associado à capacidade infectiva e foram considerados bons candidatos para serem testados como alvos terapêuticos.The current treatment recommended for visceral and cutaneous leishmaniasis is based on a limited number of drugs, presents variable efficiency, many adverse effects and parenteral formulation and thus has to be administrated by physicians, which increases the cost of the treatment. Therefore, the identification of novel therapeutic targets is a priority strategy for disease control. In this project, we used different genomic approaches such as comparative genomics, metabolic networkreconstruction for the identification of potential virulence factors that could be used as therapeutic targets for the treatment of leishmaniasis. Comparative genomic analysis between seventeen trypanosomatid genomes belonging to four different genus revealed adaptive mechanisms related to cell invasion and evasion of the immunesystem. These studies revealed that the genome of L. tarentolae, a species not infective to mammals, lost important genes associated with infectivity. These genes are associated with different metabolic pathways, among them the glycan biosynthesis. Flow cytometric analysis corroborated these in silico findings. In a second part, metabolic models were used to integrate data from quantitative proteomics and metabolomics by 1H-NMR to identify the most important enzymesthat impact the metabolic flow during the in vitro amastigogenesis process. Visceral species, L. donovani and L. infantum, showed greater change of metabolic fluxes than L. major that causes cutaneous leishmanasis. L. tarentolae, which is apathogenic to mammalian species, presented the lowest rate of change of metabolite concentrationover amastigogenesis process. Homoserine kinase and trypanothione synthase were the most important enzymes for generating a metabolic profile associated with infective capacity and were considered good candidates to be tested as therapeutic targets against leishmaniasis.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGGenômicaLeishmanioseBioinformáticaParasitismoBIOINFORMÁTICAGenômica evolutiva e o estudo de mecanismos de adaptação do metabolismo de Leishmania ao parasitismo intracelularinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese_final_pos_defesa_db.pdfapplication/pdf21895526https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-A7QNG6/1/tese_final_pos_defesa_db.pdfae4ea84debbcfb836e039efb3de6cd67MD51TEXTtese_final_pos_defesa_db.pdf.txttese_final_pos_defesa_db.pdf.txtExtracted texttext/plain426491https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-A7QNG6/2/tese_final_pos_defesa_db.pdf.txt0300e513627e41dfb5472c86df043600MD521843/BUBD-A7QNG62019-11-14 06:31:24.336oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUBD-A7QNG6Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T09:31:24Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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