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GENÔMICA PARASITÁRIA 1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO: BIOTECNOLOGIA DISCIPLINA: GENÔMICA E PROTEÔMICA PROFESSOR: WESLLEY PAIVA INTRODUÇÃO Sequenciamento de DNA Parasitismo: Hábito de vida de inúmeros organismos, desenvolvido e aperfeiçoado ao longo da história evolutiva das espécies. - Evolução desarmônica e interespecífica; - Altamente complexa e representa um elaborado padrão de refinamento biológico e evolutivo; - Dentre as mais variadas espécies de protozoários e metazoários parasitas, aproximadamente 50 infectam seres humanos e atingem cerca de 75% da população mundial 2 Estabelecer o número e função dos genes envolvidos nas diferentes fases do desenvolvimento dos organismos parasitários. INTRODUÇÃO Doenças parasitárias Apresentam ciclo biológico complexo, envolvendo diferentes formas evolutivas e hospedeiros. Variabilidade -> Mecanismos sofisticados de regulação gênica. 3 Afetam milhões de pessoas em todo o mundo, gerando problemas socioeconômicos nas regiões tropicais. INTRODUÇÃO Sequenciamento + Técnicas de bioinformática 1º Protozoário parasita sequenciado: Plasmodium falciparum 4 + rapidez e economia no sequenciamento Agente etiológico mais importante da Malária 5 mil genes identificados: 10% codificam proteínas associadas ao apicoplasto Introdução Aplicação da genômica na parasitologia 5 Descrição do Aplicoplasto Organela encontrada em parasitas do filo Apicomplexa. Homóloga ao cloroplasto de plantas e algas. Relacionado com a síntese de Ácidos graxos, isoprenóides e grupamento heme. Importante alvo para quimioterapia contra os parasitas desse filo. Introdução Presente em Toxoplasma gondii, apresentando um papel central no processo de infecção. Fatores que que conferem importância genômica ao apicoplasto - Promove reconhecimento celular; - Penetração na célula hospedeira; - Formação dos vacúolo parasitológico; Parasitas vem sendo utilizados como modelos experimentais em estudo de regulação e expressão gênica. A técnica de Microarranjo é utilizada na identificação e localização de genes de interesse. 6 Descrição do Aplicoplasto Introdução 7 Descrição do Aplicoplasto INTRODUÇÃO Genômica Funcional: Otimizar os seguintes aspectos: 8 Diagnóstico Profilaxia Controle Tratamento INTRODUÇÃO EXPECTATIVAS 9 Identificação de novos genes com funções celulares centrais no processo de interação parasita-hospedeiro ou parasita-vetores. Alvos para quimioterapia. Identificação de sequências de DNA e RNA ou Antígenos que possam ser empregados no aperfeiçoamento e na sensibilidade de diagnósticos. Desenvolvimento de vacinas que possam elucidar ou melhorar entendimento dos fenômenos de modulação da resposta imune induzida do parasita. Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Cryptosporidium parvum - Criptosporidiose 10 - Genoma de cerca de 8 mb; - 8 cromossomos; - Infecções entéricas oportunistas em humanos; - Ingestão de oocistos presentes na água; - Imunodeficientes (37% tem C. parvum); - Bovinos também são susceptíveis e disseminam os oocistos; - Não possuem genes de expressão de apicoplasto; - Caracterizada pelas técnicas de RAPD e RFLP Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Cryptosporidium parvum - Criptosporidiose 11 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Plasmodium falciparum – Malária - Responsável por 3,5 milhões de mortes (África) - Malária Humana: 4 diferentes espécies - Frequente em regiões tropicais - 500 milhões de infecções anuais (mundo) - 14 cromossomos - 23mb - 5.300 genes (80,6% de A-T) 12 P. falciparum P. vivax P. malariae P. ovale Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Plasmodium falciparum – Malária - Expressam apicoplasto; - 65% das proteínas identificadas são únicas dessa espécie; - 14% das proteínas identificadas são enzimas; - Não possuem genes para enzimas de síntese de carboidratos de reserva; - Poucos transportadores de membrana; 13 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Plasmodium falciparum – Malária 14 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Plasmodium vivax - Sequenciamento realizado por YACs(Cromossomos Artificias de Levedura) - Vivax é responsável por cerca de 50% dos casos 15 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Toxoplasma gondii – Toxoplasmose - Organizado em 9 cromossomos - Parasita intracelular obrigatório que utiliza felinos como hospedeiro definitivo e pode provocar quadros clínico em humanos; - 60% de infecção (mundo); - Infecção em grávidas -> Toxoplasmose Congênita: Aborto, nascimento prematuro, micro e hidrocefalia, retardo mental, cegueira; - Sequenciado por BACs (Cromossomos Artificiais de Bactérias); 16 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Toxoplasma gondii – Toxoplasmose 17 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Entomoeba Histolytica – Amebíase - 3ª parasitose mais importante no mundo; - 14 cromossomos; - 20 mb; - Possui genes que codificam proteínas mitocondriais, mas não tem mitocôndria propriamente dita; - Polimorfismos cromossomais são elevados; - Ausência de íntrons; - Pacientes com diarreia crônica; 18 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Entomoeba Histolytica – Amebíase 19 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Giardia lamblia - Giardíase - 5 cromossomos - 12 mb - Não possui mitocôndrias, peroxissomos e nucléolo - Infecção ocorre por via fecal-oral - Sequenciamento por BACs 20 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Giardia lamblia 21 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Leishmania major – Leishmaniose - 36 cromossomos; - 33,6 mb; - Transmitida pelo díptero -> Lutzomyia longipalpis; - 2000 casos por ano no Brasil; - 90% no nordeste; - Quadro clínico: Emagrecimento, alteração dermatológica, necrose na ponta das orelhas, úlceras plantares, diarreias; 22 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Leishmania major – Leishmaniose 23 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Trypanossoma Brucei – Doença do Sono - 3 classes distintas de cromossomos; - 25 mb; - Transmitido pela mosca Tsé Tsé; - Parasitas flagelados unicelulares (infectam mamíferos silvestres e domésticos); - Endêmica em 36 países (Na África); - Variabilidade antigênica (Importante modelo de estudo); - Sequenciamento por BACs; 24 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Trypanossoma Brucei – Doença do Sono 25 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Trypanossoma cruzi – Doença de Chagas - Protozoário hemoflagelado -> Parasita mamíferos silvestres e domésticos, incluindo humanos; - Transmitida por hemípteros hematófagos (Barbeiro) - 16-18 milhões de infectados nas Américas (5 milhões só no Brasil); - Transmissão via: Transfusional, congênita, oral, transplantes de órgãos; - Manifestações clínicas: Arritmias, cardiomegalia, insuficiência cardíaca congestiva; - BACs, YACs, microarranjo (presença ou não de cDNA) 26 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Trypanossoma cruzi – Doença de Chagas 27 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Schistossoma mansoni - Esquistossomose - 2ª doença parasitária mais importante; - 200 milhões de atingidos no mundo;- 5 espécies: S. mansoni, S. japonicum, S. haemotobium, S. intercalatum, S. mefongi. - Hospedeiro intermediário: Molusco da água - Transmissão: Contato com cercaria; - Manifestação clínica: Distúrbios gastrointestinais; - Sequenciados por BACs e cDNA; 28 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Schistossoma mansoni 29 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Brugia malayi – Filariose - 100 Mb; - 5 cromossomos; - Possui genoma mitocondrial; - Filariose linfocitica em Humanos: 80 milhões de indivíduos infectados no mundo; - Transmissão: Culex ou Anopheles; - Vermes presentes no sistema linfático, ocasionando processos inflamatórios (Edemas nos membros superiores) 30 Estudos do Genoma das Principais Parasitoses Humanas Brugia malayi – Filariose 31
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