Los biólogos celulares han investigado sistemáticamente el genoma del parásito de la malaria Plasmodium a lo largo de su ciclo de vida en un experimento a gran escala. Los investigadores pudieron identificar cientos de objetivos que se necesitan con urgencia en el desarrollo de fármacos y vacunas para erradicar la enfermedad.
A pesar de los grandes esfuerzos en medicina y ciencia, más de 400,000 personas en todo el mundo siguen muriendo de malaria. La enfermedad infecciosa se transmite por la picadura de mosquitos infectados con el parásito de la malaria Plasmodium. El genoma del parásito es relativamente pequeño con aproximadamente 5,000 genesA diferencia de las células humanas, los parásitos de Plasmodium solo tienen una copia única de cada gen individual. Si uno elimina un gen de todo el genoma del parásito, esto conduce directamente a un cambio en el fenotipo del parásito. Un consorcio internacional liderópor los profesores Volker Heussler del Instituto de Biología Celular ICB de la Universidad de Berna y Oliver Billker de la Universidad de Umeå en Suecia y anteriormente en el Instituto Sanger de Gran Bretaña se han aprovechado de este hecho. Los investigadores han llevado a cabo un genomaEstudio de eliminación de genes en parásitos de la malaria: eliminaron específicamente más de 1300 genes individuales, observaron los efectos durante todo el ciclo de vida delparásito y así pudieron identificar muchos objetivos nuevos en el patógeno.
Los códigos genéticos individuales aceleran la investigación por décadas
Los investigadores utilizaron un modelo de ratón contra la malaria establecido en el Instituto de Biología Celular de la Universidad de Berna. Cada uno de los 1300 genes del parásito fue reemplazado por un código genético individual para analizar cómo la eliminación de los genes individuales afecta al parásito. El usode códigos individuales permite estudiar muchos parásitos simultáneamente y, por lo tanto, acorta drásticamente el tiempo de su análisis. Después de tres años de investigación, el consorcio internacional logró detectar sistemáticamente el genoma del parásito en todas las etapas del ciclo de vida ". La pantalla de eliminación se llevó a cabo conjuntamentecon el Instituto Sanger nos permitió identificar cientos de objetivos, particularmente en el metabolismo del parásito ", dijo Rebecca Stanway del ICB, uno de los autores principales de este estudio.
Los cálculos del modelo amplían los resultados experimentales
Para analizar sistemáticamente la gran cantidad de genes metabólicos identificados, los investigadores de Berna han unido fuerzas con el profesor Vassily Hatzimanikatis de la EPFL en Lausana y el profesor Dominique Soldati-Favre de la Universidad de Ginebra para formar el consorcio "MalarX", que es financieramentecon el apoyo de la Swiss National Science Foundation. Utilizando datos de la pantalla del genoma de la malaria, el grupo de EPFL ha calculado modelos que muestran las rutas metabólicas esenciales del parásito. "Gracias a estos modelos, ahora es posible predecir cuál de los genes previamente inexploradosson vitales para el parásito y, por lo tanto, son objetivos adecuados para el control de la malaria ", agrega el experto modelo Anush Chiappino-Pepe de la EPFL en Lausana.
Algunas de estas predicciones fueron confirmadas experimentalmente por los investigadores de Berna en estrecha colaboración con el grupo del profesor Chris Janse de la Universidad de Leiden en los Países Bajos. "La pantalla de todo el genoma con los modelos metabólicos correspondientes representa un gran avance en la malariainvestigación ", dijo Magali Roques del equipo en Berna." Nuestros resultados apoyarán a muchos investigadores de la malaria en todo el mundo. Ahora pueden concentrarse en genes parásitos esenciales y así desarrollar medicamentos y vacunas eficientes contra las diversas etapas de la vida del parásito ", agregó la Dra. Ellen Bushell,ex científico del Instituto Sanger.
Éxito a través de la mejor infraestructura y cooperación internacional
Según Volker Heussler, este enfoque de investigación solo fue posible mediante una combinación de las enormes capacidades de secuenciación y clonación en el Instituto Sanger y la infraestructura extraordinaria en el ICB en Berna, donde se establece todo el ciclo de vida del parásito de la malaria. Además, el ICB está equipado con una gama excepcional de microscopios de alto rendimiento, que permiten la investigación de alto nivel en las diversas etapas del ciclo de vida del parásito. Gracias a esta excelente infraestructura, el laboratorio de Volker Heussler ya ha publicado muchos estudios internacionalmente reconocidos sobreLa fase temprana de la infección parasitaria.
22 científicos internacionales de los campos de biología molecular, parasitología, estadística y modelado matemático participaron en este proyecto. "Esto ilustra el esfuerzo de llevar a cabo este estudio, analizar los datos y modelar los resultados experimentales para llevarlos a un contexto significativo", dijoVolker Heussler.
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Materiales proporcionado por Universidad de Berna . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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