MicroRNAs de parásitos cestodos: rol biológico y estudio de su potencial como blancos terapéuticos de enfermedades desatendidas

• Autores: Grecco, Andrés Ricardo
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Cucher, Marcela Alejandra; Rosenzvit, Mara Cecilia
• Materia: MiRNAs; Cestodos; Zoonosis; MiR-71; Silenciamiento; MiRNAs; Cestodes; Zoonosis; MiR-71; Silencing; Parasitología; Biologia; Salud Pública; Ciencias Veterinarias
• Institución: Universidad de Buenos Aires

Parasitic diseases caused by cestodes pose a significant challenge to global public health. \nAmong these, echinococcosis and cysticercosis are classified by the World Health Organization as neglected diseases. The parasites responsible for these conditions belong to the genera Echinococcus and Taenia, respectively, and exhibit unique characteristics throughout their life \ncycle, requiring complex and precise regulation of gene expression. MicroRNAs (miRNAs), a class of small RNAs, play a crucial role in the regulation of various biological processes, such as development and metabolism, primarily by repressing target mRNAs through binding mainly to \nthe 3' untranslated region (3'UTR). The parasitic miRNA miR-71 is one of the most expressed miRNAs across all life stages of cestodes studied, regulating essential genes in these organisms and being absent in the genomes of vertebrate hosts. For these reasons, miR-71 is particularly \nrelevant and of interest for studying and understanding the developmental basis and pathogenesis of parasitic cestodes. Additionally, it could be considered a potential selective drug target for the treatment of cestodiasis. \nThis thesis conducted a functional analysis of miRNAs of interest, such as miR-71, in laboratory models representing other cestodes, such as M. vogae and H. microstoma. \nAdditionally, the distribution and expression of these miRNAs were evaluated in various cell types and tissues of these organisms. To inhibit miR-71, antisense oligonucleotides (anti-miRs) were employed. Subsequently, the effects of this inhibition on in vitro parasite development and the \nexpression of predicted target genes using bioinformatics tools were analyzed. This approach enabled miR-71 silencing in complete in vitro parasites. The inhibition of miR-71 facilitated further studies on parasite development, where the inhibition was associated with increased development, correlating with the overexpression of certain target genes whose predicted functions were related to developmental processes. Furthermore, different formulations for \noligonucleotide transfection were assessed, highlighting the use of cationic liposomes, which enabled the incorporation of fluorescent oligonucleotides through the tegument of M. vogae larvae. \nTo study the effects of miR-71 silencing on the progression of parasitic infections, mice were infected with parasites treated with anti-miR-71. Additionally, repeated intraperitoneal inoculations of anti-miR-71 were performed on mice previously infected with M. vogae, showing a reduction in parasite mass obtained after the establishment of the infection compared to control groups. \nAdditionally, in situ hybridizations were conducted on complete parasites to identify the spatial expression patterns of miRNAs in M. vogae and H. microstoma. The combination with immunohistofluorescence techniques allowed the detection of colocalization of the analyzed miRNAs with markers of nervous and muscle tissue, as well as germ cells in various phases of the cell cycle. miR-71 expression was detected diffusely and homogeneously across all parasite \ntissues, showing colocalization with markers of nervous tissue and the cell cycle. Furthermore, the presence of miR-1, typically associated with muscle tissue, was identified through its colocalization with tropomyosin-1. These findings underscore the potential importance of miRNAs given their broad expression. \nIn conclusion, this thesis represents the first functional characterization of miRNAs in complete cestode models, exploring their role in development, infection progression, and analyzing their expression in different tissues and cell types. These findings, particularly on miR71, which is highly expressed and absent in hosts, provide a solid basis for future studies and for developing potential treatments to help control these neglected zoonoses.
Fil: Grecco, Andrés Ricardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Buenos Aires, Argentina
Las enfermedades parasitarias causadas por cestodos representan un gran desafío para la salud pública a nivel mundial. Entre ellas, la equinococosis y la cisticercosis son consideradas por la Organización Mundial de la Salud como enfermedades desatendidas. Los parásitos responsables de estas patologías pertenecen a los géneros Echinococcus y Taenia, respectivamente, y presentan características únicas en su ciclo de vida que requieren un control complejo y preciso de la expresión génica. Los microRNAs (miRNAs), una clase de pequeños ARN, juegan un papel fundamental en la regulación de diversos procesos biológicos, como el desarrollo y el metabolismo, actuando principalmente a través de la represión de los ARNm, generalmente uniéndose a la región 3' no traducida (3'UTR). El miRNA parasitario miR-71 es uno de los más expresados en todas las etapas del ciclo de vida de los cestodos estudiados, regulando genes esenciales en estos organismos y estando ausente en los genomas de los hospedadores vertebrados. Por estas razones, miR-71 adquiere particular relevancia e interés para estudiar y comprender las bases del desarrollo y la patogénesis de los cestodos. Además, podría considerarse un posible objetivo farmacológico selectivo para el tratamiento de las cestodiasis. \nEn esta tesis se llevó a cabo un análisis funcional de miRNAs de interés, como miR-71, \nen modelos de laboratorio representativos de otros cestodos, como Mesocestoides vogae e Hymenolepis microstoma. Además, se evaluó la distribución y la expresión de estos miRNAs en distintos tipos de células y tejidos de estos organismos. Para inhibir a miR-71, se emplearon oligonucleótidos antisentido (anti-miRs). Posteriormente, se analizaron los efectos de esta inhibición sobre el desarrollo parasitario in vitro, así como sobre la expresión de genes blanco predichos mediante herramientas bioinformáticas. Este enfoque permitió realizar el silenciamiento de miR-71 en parásitos completos in vitro. Dicho silenciamiento permitió desarrollar estudios posteriores sobre el desarrollo parasitario, en donde la inhibición de miR-71 se reflejó en un mayor grado de desarrollo, correlacionando este hallazgo con la sobreexpresión de ciertos genes blanco cuyas funciones predichas se relacionaban con procesos ligados al desarrollo. Además, se \nevaluaron distintas formulaciones para la transfección de oligonucleótidos,destacándose el uso de nanoliposomas catiónicos, que permitieron la incorporación de oligonucleótidos fluorescentes a través del tegumento de larvas de M. vogae. \nPara estudiar los efectos del silenciamiento de miR-71 sobre el curso de las infecciones \nparasitarias, se infectaron ratones con parásitos tratados con anti-miR-71. Adicionalmente, se llevaron a cabo inoculaciones intraperitoneales repetidas de anti-miR-71 en ratones previamente infectados con M. vogae, observándose en ambos casos una reducción de la masa parasitaria obtenida después del establecimiento de la infección respecto a los grupos control. \nPor otro lado, se realizaron hibridaciones in situ en parásitos completos para identificar \nlos patrones de expresión espacial de miRNAs en M. vogae y H. microstoma. La combinación con técnicas de inmunohistofluorescencia permitió detectar la colocalización de los miRNAs analizados con marcadores de tejido nervioso, muscular y células germinativas en diversas fases del ciclo celular. La expresión de miR-71 se detectó de manera difusa y homogénea en todos los tejidos parasitarios, presentando colocalización con marcadores de tejido nervioso y de ciclo celular. Asimismo, se identificó la presencia de miR-1, típicamente asociado al tejido muscular, a través de su colocalización con tropomiosina-1. Estos resultados resaltan la importancia potencial \nde los miRNAs dada su amplia expresión. \nEn conclusión, esta tesis representa la primera caracterización funcional de miRNAs en \nmodelos completos de cestodos, explorando su implicancia en el desarrollo, en el progreso de las infecciones y analizando su expresión en diferentes tejidos y tipos celulares. Estos hallazgos, sobre miR-71, que se encuentra altamente expresado y ausente en los hospedadores, proporcionan una base sólida para futuros estudios y para el desarrollo de tratamientos potenciales que ayuden a controlar estas zoonosis desatendidas.
Doctor de Universidad de Buenos Aires en Ciencias Veterinarias