Análisis de los mecanismos de regulación de la expresión génica en el ciclo proliferativo de Trypanosoma cruzi

Abstract

Trypanosoma cruzi es un antiguo protozoario parásito que causa la enfermedad de Chagas, la parasitosis de mayor carga en Latinoamérica, donde afecta a más de 6 millones de personas. Los fármacos antiparasitarios empleados para tratar la enfermedad tienen una baja eficacia y provocan graves reacciones adversas, por lo tanto, se necesita avanzar en la comprensión de la biología del parásito para poder diseñar mejores tratamientos. El control del inicio transcripcional es central en la replicación de las células eucariotas, sin embargo, los tripanosomátidos prácticamente no regulan la expresión génica a ese nivel. De esta forma, tienen una mayor dependencia en los mecanismos de control post-transcripcionales que las células del hospedero, lo que los coloca como un punto interesante para diseñar terapias específicas contra el parásito. En esta tesis estudiamos la regulación postranscripcional durante la transición proliferativa G1/S de T. cruzi, un punto crucial para inhibir la replicación del parásito. Aplicamos aproximaciones de Ribosome Profiling y Proteómica cuantitativa sobre cultivos de epimastigotes sincronizados con hidroxiurea. Identificamos un total de 1,784 genes con regulación traduccional (cambio > 2, y FDR < 0.05) y 653 proteínas diferencialmente expresadas (cambio > 1.5, FDR < 0.05). Observamos una importante remodelación traduccional acompañada de un extenso cambio en el proteoma, mientras que el transcriptoma muestra cambios de menor magnitud. Los genes diferencialmente expresados están involucrados en procesos específicos del ciclo celular, confirmando datos previos. Al mismo tiempo revelamos candidatos reguladores del ciclo celular novedosos, que experimentan regulación traduccional no constatada previamente para la mayoría de estos genes. Hemos generado un comprensivo grupo de datos en tres niveles de expresión génica, una comparación que no se había realizado antes en tripanosomátidos, e incluso, no es frecuente en la literatura. Nuestro estudio revela por primera vez, que T. cruzi ejerce una regulación traduccional superior a la de otros eucariotas como levadura y hombre en un proceso biológico, en este caso la transición G1/S, lo que afecta a reguladores clave del ciclo. Si bien esto era algo esperado, no se había descrito para un proceso biológico generalmente conservado en los eucariotas. Además, identificamos grupos de genes co-expresados a niveles específicos, que podrían constituir regulones postranscripcionales a ser estudiados. En particular, identificamos un motivo de secuencia lineal (uUAGAUu) en las regiones 3’-UTR de un grupo de 361 genes que podría participar en el control de la traducción periódica de estos transcriptos. Finalmente, los datos generados están disponibles para la comunidad para utilizar como referencia, así como profundizar el análisis en enfoques de biología de sistemas.