Completando el mapa genómico de Leishmania

La leishmaniosis es una de las enfermedades infecciosas más graves que actualmente afectan a la humanidad / Foto: Wikipedia

La secuenciación masiva ha permitido mejorar el ensamblaje del genoma de Leishmania

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El genoma de Leishmania major se publicó en 2005. Gracias a las nuevas tecnologías de secuenciación masiva se han encontrado regiones genómicas que habían sido excluidas. Esta información servirá para diseñar nuevas estrategias frente a la leishmaniasis.

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También se producen casos en seres humanos, como el brote iniciado en 2009 en Fuenlabrada, donde se han detectado ya más de 500 afectados 

UAM Gazette / La leishmaniosis es una de las enfermedades infecciosas más graves que actualmente afectan a la humanidad, aunque muy desconocida por estar asociada a países pobres. Sin embargo, cada año se producen 2 millones de casos, lo que la sitúa en la segunda posición del ranking de enfermedades parasitarias, tras la malaria.

En España y otros países de la cuenca mediterránea, la leishmaniosis canina es muy frecuente. No obstante, también se producen casos en seres humanos, como el brote iniciado en 2009 en Fuenlabrada, donde se han detectado ya más de 500 afectados.

El agente causante de esta enfermedad se denomina Leishmania, un microorganismo parásito, transmitido entre los mamíferos por un insecto flebotomino, similar a un mosquito, que habita en lugares húmedos. Para el completo desarrollo de los huevos, la hembra debe alimentarse de sangre, momento en el que se produce la transmisión del parásito al mamífero.

Promastigotes de Leishmania (tinción Giemsa, 630×) | UAM Gazette
Promastigotes de Leishmania (tinción Giemsa, 630×) | UAM Gazette

El cuadro patológico depende de la virulencia del parásito inoculado y del estado inmunológico de la persona infectada. Así, en la mayoría de los casos, las infecciones son inaparentes o se asemejan a pequeñas afecciones cutáneas que, en ocasiones, si se prolongan en el tiempo, pueden causar enfermedad.

En algunos casos, la infección puede resultar fatal sin un tratamiento farmacológico adecuado. Estos hechos explicarían el gran número de casos de leishmaniosis registrados a principios de los 90 en España entre la población afectada por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).

Leishmania, además, resulta de interés para la comunidad científica por presentar peculiaridades en la organización de su genoma, así como mecanismos atípicos de expresión génica. Los parásitos causantes de la enfermedad del sueño (tripanosomiasis africana) y la enfermedad de Chagas (tripanosomiasis americana) comparten estas características.

En julio de 2005, la revista Science dedicó un número especial a la publicación de la secuenciación de los genomas de los parásitos Leishmania major, Trypanosoma brucei y Trypanosoma cruzi. Estos proyectos, así como el del genoma humano, precisaron de un elevado esfuerzo económico, sólo al alcance de consorcios científicos apoyados por los países situados en la vanguardia científica.

Sin embrago, los avances tecnológicos en el campo de la secuenciación han permitido a pequeños grupos de investigación desarrollar abordajes experimentales a escala genómica.

Este hecho fue rápidamente vislumbrado por la Dra. Begoña Aguado, investigadora del CSIC del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CBMSO), centro mixto de investigación CSIC-UAM, que impulsó el desarrollo de una plataforma de secuenciación masiva en el CEI UAM+CSIC.

El agente causante de esta enfermedad se denomina Leishmania, un microorganismo parásito

Uno de los primeros proyectos abordados por el “Servicio de Genómica y Secuenciación Masiva (NGS)” del CBMSO fue el estudio del transcriptoma (o conjunto de genes que se expresan en un momento dado en una célula) de Leishmania major, la especie de referencia utilizada por la comunidad científica.

Este proyecto, liderado por el grupo del Dr. José María Requena, del “Departamento de Biología Molecular” de nuestra Universidad (UAM), culminó con la publicación en 2013 del primer transcriptoma para una especie del género Leishmania.

Aunque las técnicas de NGS han “democratizado” la investigación genómica, ésta ha requerido de investigadores con un nuevo perfil científico, con conocimientos y capacidades para generar herramientas que ayuden en el análisis de la gran cantidad de datos obtenidos. Esta labor ha sido realizada, por los científicos Graciela Alonso y Alberto Rastrojo, con la participación de Sara López en la parte experimental.

Un mapa cartográfico más preciso para el genoma de Leishmania major

En el proceso de preparación del transcriptoma de Leishmania, estos científicos detectaron que un número significativo de secuencias (piezas) no encajaban en el puzle (genoma) de Leishmania major que había sido armado por el consorcio internacional en 2005.

Se decidió armar un nuevo genoma en el que también encajaran las nuevas piezas encontradas

Por este motivo, se decidió armar un nuevo genoma en el que también encajaran las nuevas piezas encontradas, cuyo exitoso resultado ha sido publicado recientemente en la revista Parasites & Vectors, de referencia en el campo de la parasitología.

“La relevancia de este trabajo se encuentra en el hecho de que ahora contamos con un mapa cartográfico más preciso para el genoma de Leishmania major”, explican Begoña Aguado y José María Requena, investigadores principales del estudio.

“Hasta ahora, el genoma publicado en 2005 ha servido de referencia para la construcción de los mapas genómicos de otras especies de Leishmania, pero en esta publicación se demuestra que estaba incompleto”, añaden.

“Además, se han encontrado nuevas informaciones (genes) que podrían ser claves para el desarrollo de nuevas estrategias de lucha contra este parásito”, concluyen Aguado y Requena.

Cabe mencionar que, actualmente, no existe ninguna vacuna y que la quimioterapia empleada tiene asociada una significativa toxicidad además de que su eficacia es limitada debido a la aparición de cepas resistentes.

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Referencia bibliográfica:

Alonso, G.; Rastrojo, A.; López, S.; Requena, J. M. & Aguado, B. Resequencing and assembly of seven complex loci to improve the Leishmania major (Friedlin strain) reference genome. Parasites & Vectors. Doi: 10.1186/s13071-016-1329-4

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