Generación, análisis e integración de datos moleculares para su aplicación en el control de enfermedades parasitarias: construcción de nuevas plataformas bioinformáticas - Maldonado, Lucas Luciano (2018)
El parásito Echinococcus canadensis G7 (filo Platelmintos, clase Cestoda) es uno de los agentes causantes de la echinococcosis, zoonosis crónica que afecta tanto a los seres humanos como a mamíferos domésticos y salvajes, y considerada una enfermedad prioritaria por la Organización Mundial de la Salud. A pesar de su gravedad e incidencia en el mundo aún no se dispone de datos genómicos o herramientas terapéuticas y de diagnóstico eficaces para el tratamiento de la infección. La información presentada en esta tesis permite comprender características biológicas de esta especie y provee información que puede ser utilizada para el diseño de nuevas herramientas de control. En este trabajo se secuenció, ensambló y anotó el genoma de 115 Mb de E. canadensis G7. Se identificaron 11435 genes y mediante análisis de ortología se determinaron 881 grupos de genes específicos de cestodos y 581 grupos específicos del género Echinococcus. Estos análisis permitieron identificar genes que podrían ser nuevos blancos terapéuticos. Este es el primer trabajo de genómica comparativa entre las especies de Echinococcus, y mediante el cual se determinó un alto grado de variabilidad genética entre E. canadensis G7 y E. granulosus G1, a pesar de que ambas especies pertenecen al complejo E. granulosus sensu lato y presentan un fenotipo similar del estadío de metacestodo. Los análisis filogenéticos basados en el análisis de SNPs de genomas completos confirmaron a E. canadensis G7 como una especie diferente respecto a E. granulosus G1. Asimismo, se identificaron SNPs en genes del metabolismo de Echinococcus que podrían tener un impacto en su función. La validación de SNPs permitió desarrollar nuevos marcadores moleculares nucleares para diferenciar las especies de Echinococcus que infectan a animales y al hombre en Argentina, y complementan a los marcadores mitocondriales y ribosomales utilizados. Además, se analizaron tres características epigenéticas particulares: la distribución de islas CpG, el sistema de metilación del ADN y componentes de la vía de pequeños ARN basados en el análisis estructural proteína-ARN. Los resultados sugieren que Echinococcus posee mecanismos de regulación génica aún desconocidos y diferenciales entre las especies. Por otra parte, el estudio del uso de codones de Echinococcus reveló que la principal fuerza evolutiva que moldea su uso es la selección. Si bien se identificaron codones que son utilizados más frecuentemente no se encontraron diferencias entre las tres especies de Echinococcus. Los datos generados en esta tesis contribuyeron a la construcción de la base de datos WormBase ParaSite (https://parasite.wormbase.org/), especializada en parásitos platelmintos y nematodos y del Nodo Bioinformático IMPaM (http://impam2.fmed.uba.ar/) en el que se implementaron herramientas especializadas para el análisis de cestodos. La disponibilidad de un nuevo genoma es fundamental para entender la biología de un organismo patógeno, y más aún en aquellos con limitaciones para su mantenimiento y manipulación en el laboratorio.