Caracterización molecular de los genes codificantes de proteínas con dominio especifico ALBA (Pfam01918) en Trypanosoma cruzi

La enfermedad de Chagas es una infección que afecta de 6 a 7 millones de personas alrededor del mundo, la cual es producida por el parásito protozoario Trypanosoma cruzi. Para esta enfermedad en la actualidad no se han descrito vacunas y los medicamentos usados para su tratamiento: Benznidazol (2-nitroimidazole) o Nifurtimox (5-nitrofuran) son altamente tóxicos, producen diversos efectos colaterales en el paciente y su administración requiere de periodos prolongados, lo que afecta negativamente la adherencia al tratamiento por parte del paciente. Adicionalmente, el tratamiento presenta poca eficacia en la cura parasitológica durante la fase crónica de la enfermedad, la cual es la presentación clínica más frecuentemente diagnosticada. En consecuencia, la búsqueda de nuevas alternativas para el tratamiento de la infección con el parásito es prioritaria. En este sentido, la búsqueda e identificación de moléculas esenciales para la viabilidad de T. cruzi, que a futuro puedan ser usadas como blancos terapéuticos, constituyen una estrategia prometedora. Los organismos pertenecientes a la familia Trypanosomatidae, dentro de los cuales se encuentra T. cruzi, se caracterizan por regular la expresión génica, principalmente, a nivel post-transcripcional. En este sentido, las proteínas de unión a ARN (PUA) constituyen un grupo interesante de estudio. Dentro de este grupo, las proteínas pertenecientes a la familia ALBA, las cuales presentan un dominio de unión a ácidos nucleicos llamado ALBA (Pfam01918), han sido descritas en organismos filogenéticamente cercanos a T. cruzi, como Trypanosoma brucei, en donde se ha sugerido están involucradas en la regulación de la expresión de genes que codifican proteínas necesarias para el adecuado desarrollo del parásito, y participan en procesos como la formación del núcleo o la síntesis del citoesqueleto, puesto que el silenciamiento de la expresión de los genes codificantes para las proteínas de esta familia, generan formas aberrantes del parásito como células sin núcleo o células con morfologías anormales. Teniendo en cuenta lo anterior, en este proyecto se caracterizaron las proteínas con dominio específico ALBA (Pfam01918) en T. cruzi, con el propósito de contribuir a dilucidar la función que éstas desempeñan en el parásito y que, a futuro, puedan utilizarse como blanco terapéutico para el desarrollo de nuevos tratamientos contra la enfermedad de Chagas, que sean más efectivos, selectivos y tengan menor toxicidad para el paciente. Para lo cual, se identificaron proteínas ALBA en T. cruzi y otros tripanosomátidos mediante análisis Blast de proteínas utilizando como referencia la secuencia de las proteínas de T. brucei, así como con la amplificación y secuenciación de un gen codificante de una proteína ALBA en T. cruzi. Adicionalmente, mediante el uso de herramientas bioinformáticas tales como Protparam e Interproscan, se determinaron propiedades fisicoquímicas y estructurales de las proteínas del parásito de estudio, con un especial énfasis en la secuencia proteica obtenida in vitro, para la cual se propuso un modelo estereoquímicamente válido, obtenido mediante Phyre2 y analizado por PROCHECK, compatible con estructuras tridimensionales, observadas en Pymol versión 2,1. También se realizó un análisis comparativo entre todas las secuencias obtenidas mediante la realización de árboles filogenéticos o de alineamientos múltiples por medio de las herramientas Mega 7,0 y Clustal Omega, respectivamente, en donde se evidenció la presencia de dos grandes grupos de proteínas ALBA, dentro de los que se formaron clados independientes entre proteínas de Leishmania spp. y Trypanosoma spp. y sub grupos de proteínas del mismo género, así como se observaron diferencias en el grado de conservación a nivel de número y secuencia entre las proteínas ALBA de los géneros mencionados.Chagas disease is an infection that affects 6 to 7 million people around the world, which is produced by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi. No vaccines have been described for this disease and the medicines used for its treatment: Benznidazole (2-nitroimidazole) or Nifurtimox (5-nitrofuran) are highly toxic, produce various side effects in the patient and its administration requires prolonged periods , which negatively affects adherence to treatment by the patient. Additionally, the treatment has low efficacy in parasitological cure during the chronic phase of the disease, which is the clinical presentation most frequently diagnosed. Consequently, the search for new alternatives for the treatment of the infection with the parasite is a priority. In this sense, the search and identification of essential molecules for the viability of T. cruzi, which in the future can be used as therapeutic targets, constitute a promising strategy. The organisms belonging to the Trypanosomatidae family, within which T. cruzi is found, are characterized by regulating gene expression, mainly at the post-transcriptional level. In this sense, RNA binding proteins (RBP) constitute an interesting group of study. Within this group, proteins belonging to the ALBA family, which have a nucleic acid binding domain called ALBA (Pfam01918), have been described in organisms phylogenetically close to T. cruzi, such as Trypanosoma brucei, where it has been suggested are involved in the regulation of the expression of genes that encode proteins necessary for the proper development of the parasite, and are involved in processes such as nucleation or synthesis of the cytoskeleton, since the silencing of the expression of genes coding for proteins from this family, they generate aberrant forms of the parasite such as cells without a nucleus or cells with abnormal morphologies. Taking into account the above, in this project we characterized the proteins with specific domain ALBA (Pfam01918) in T. cruzi, with the purpose of contributing to elucidate the role they play in the parasite and, in the future, can be used as a Therapeutic target for the development of new Chagas disease treatments, which are more effective, selective and have less toxicity for the patient. To this end, ALBA proteins in T. cruzi and other trypanosomatids were identified by Blast protein analysis using the sequence of T. brucei proteins as a reference, as well as the amplification and sequencing of a gene encoding an ALBA protein in T. cruzi. Additionally, through the use of bioinformatics tools such as Protparam and Interproscan, physicochemical and structural properties of the study parasite proteins were determined, with special emphasis on the protein sequence obtained in vitro, for which a stereochemically valid model was proposed, obtained by Phyre2 and analyzed by PROCHECK, compatible with three-dimensional structures, observed in Pymol version 2.1. A comparative analysis was also carried out among all the sequences obtained through the realization of phylogenetic trees or multiple alignments by means of the Mega 7.0 and Clustal Omega tools, respectively, where the presence of two large groups of ALBA proteins was evidenced, within which independent clades were formed between proteins of Leishmania spp. and Trypanosoma spp. and sub groups of proteins of the same genus, as well as differences in the degree of conservation at the number and sequence level between the ALBA proteins of the aforementioned genera.Microbiólogo (a) IndustrialPregrad