Mapa genético ofrece una nueva herramienta para la investigación de la malaria

Junio 9, 2016 Admin Salud 0 6
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Invisible para el ojo humano, los microbios que viven en un mundo donde más importancia se mide en la propensión a infligen y propagan la enfermedad que en la magnitud física. Un líder claro en este contexto es el parásito de la malaria humana, un patógeno que causa más de 1 millón de muertes en el mundo cada año en el mundo en desarrollo, a pesar de que prácticamente nadie en los países desarrollados como los Estados Unidos. Ahora, un equipo internacional de científicos ha creado una herramienta para investigar la biología moderna genómica y la evolución del parásito que puede ayudar a frenar una de las más devastadoras del mundo - enfermedades - y, a menudo se pasa por alto.

Un equipo internacional de investigadores ha anunciado hoy la finalización de un mapa de todo el genoma que traza la variabilidad genética del Plasmodium falciparum parásito de la malaria humana. Publicado en el 10 de diciembre antelación edición digital de la revista Nature Genetics, el estudio revela llamativa variación en el genoma del patógeno, incluyendo un catálogo inicial de alrededor de 47 mil diferencias genéticas específicas entre los parásitos de la muestra en todo el mundo. Estas diferencias sientan las bases para la disección de las funciones de importantes genes del parásito y para el seguimiento de la propagación mundial de la malaria. Liderados por científicos de la Escuela de Harvard de Salud Pública y el Instituto Broad del MIT y Harvard, junto con investigadores de Senegal, el trabajo ya ha desenterrado nuevos genes que pueden ser la base de resistencia a los fármacos actuales contra la enfermedad.




"La malaria sigue siendo una gran amenaza para la salud pública mundial, impulsada en parte por los cambios genéticos en el parásito que causa la enfermedad", dijo el autor principal Dyann Wirth, profesor y presidente del departamento de enfermedades infecciosas e inmunología en la Universidad de Harvard Escuela de Salud Pública y co-director de la Iniciativa de Enfermedades Infecciosas del Instituto Broad. "Este estudio nos da una de las primeras miradas a la variación genética en todo el genoma del parásito de la malaria - un paso clave hacia una herramienta genética completa para la comunidad de investigación de la malaria."

Plasmodium falciparum - el más mortífero de los cuatro parásitos que causan la malaria en los seres humanos - mata a una persona cada 30 segundos, en su mayoría niños que viven en África. A pesar de décadas de investigación, los cambios genéticos que le permiten escapar de las defensas naturales del cuerpo y para superar medicamentos contra la malaria siguen siendo en gran parte desconocido.

Para obtener una visión global de la variabilidad genética - en todo el mundo y en todo el genoma - Los científicos analizaron más de 50 muestras diferentes de P. falciparum de diferentes lugares geográficos. Esto incluye la secuencia completa del genoma de dos muestras bien estudiados y analiza el ADN extensa de 16 aislamientos adicionales. El trabajo es uno de los tres estudios a gran escala del ADN del parásito que aparecen juntos en la revista Nature Genetics, y es un esfuerzo de colaboración entre los investigadores del área de Boston y un equipo de científicos dirigido por Souleymane Mboup, profesor de la Universidad Cheikh Anta Diop en Senegal, donde la malaria es endémica. "Estamos muy agradecidos por la contribución de nuestros colegas en Senegal. Son una parte fundamental de esta colaboración", dijo Wirth.

Mediante la comparación de las secuencias de ADN entre sí y con el genoma de P. falciparum secuenciado en 2002, los investigadores encontraron grandes diferencias, incluyendo ~ 47.000 cambios de una sola letra llamados polimorfismos de nucleótido único (SNP). Esto representa más del doble del nivel esperado de la diversidad en el ADN del parásito. Aunque hay probablemente muchos más SNPs que se encuentran, este estudio inicial - como el proyecto HapMap reciente en humanos - proporciona un punto de partida para futuros esfuerzos sistemáticos para identificar genes del parásito que son esenciales para la malaria.

"Los papeles de la mayor parte de los genes del parásito de la malaria aún no se conocen", dijo el primer autor Sarah Volkman, un investigador de la Escuela de Salud Pública de Harvard. "Una importante aplicación de esta nueva herramienta será identificar los genes que son vitales para el desarrollo y la propagación de la malaria."

Uno de los puntos fuertes de la herramienta es su capacidad para revelar las diferencias evolutivas entre los parásitos. Esta información puede arrojar luz sobre los genes responsables de la resistencia a los medicamentos de la malaria - un obstáculo importante para el control adecuado de la enfermedad. Utilizando el mapa genético para comparar parásitos expuestos a diferentes fármacos contra la malaria, los científicos identificaron una novela región fuertemente implicado en la resistencia a la pirimetamina de drogas, y también confirmaron una región del genoma que se sabe están involucrados en la cloroquina resistencia a los medicamentos.

"Los mismos principios genéticos utilizados para estudiar la evolución humana puede proporcionar pistas importantes sobre la malaria", dijo el primer autor Pardis Sabeti, un becario postdoctoral en el Instituto Broad. "Esta herramienta ya ha dado una visión de los cambios genéticos que se correlacionan con diferentes tratamientos farmacológicos, que nos señala los genes que pueden contribuir a la resistencia a los medicamentos".

El mapa también puede definir los paisajes genéticos de diferentes poblaciones de parásitos. Aplicándolo a los parásitos de varios continentes, los científicos descubrieron una mayor variabilidad entre las muestras de ADN de P. falciparum de África que en Asia y las Américas. Este conocimiento guiar la selección de marcadores genéticos para supervisar la transmisión de los parásitos distintos, en particular aquellos que son virulenta o resistente a los medicamentos. Asimismo, establece las bases para la conexión de genes del parásito con características que varían geográficamente y fortalecen pie de la malaria en muchas partes del mundo.

"Herramientas genómicas han sido ampliamente aplicada a las enfermedades del primer mundo hasta la fecha. Este proyecto hace hincapié en la fuerza y ​​la importancia de su aplicación a las devastadoras enfermedades del mundo en desarrollo", dijo Eric Lander, uno de los autores del estudio y director del Instituto Broad. "Al unir fuerzas entre los científicos en los Estados Unidos, en África y en otras partes, debería ser posible revelar rápidamente la variación genética de la malaria en todo el mundo. Conocer al enemigo será un paso crucial en la lucha contra ella."

Este trabajo fue apoyado por varias organizaciones de financiación, incluido el de la Fundación Exxon Mobil Fundación Bill y Melinda Gates, el Fondo Burroughs Wellcome,, el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas Microbial Sequencing Center y los Institutos Nacionales de Salud.

Los datos se pueden consultar en la base de datos pública Plasmo DB (http://www.plasmodb.org) o en el Instituto Broad (http://www.broad.mit.edu/seq/msc/).

Volkman et al, (2006) Un mapa de todo el genoma de la diversidad en el Plasmodium falciparum.; Nature Genetics; DOI: 10.1038/ng1930

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