Laboratorio de Parasitología Molecular

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Integrantes

 

  • Sergio Angel Doctor en Ciencias Biológicas  (Investigador Principal CONICET, Profesor Titular UNSAM) sangel@intech.gov.ar

 

 

 

 

 

  • Diego Ruiz (Investigador Asistente CONICET), Marisol Susana Contreras (Becaria Doctoral CONICET)

 

  • Jonathan Munera López (Becario Doctoral CONICET)
  • Maximiliano Rivera (Becario Doctoral ANPCyT, Ayudante de Laboratorio UNSAM),
  • Ana María Saldarriaga Cartagena (Becaria Doctoral NIH)
  • Agustina Ganuza (Técnica Profesional CIC)
  • Daniela Muñoz (Estudiante Ingeniería en Agrobiotecnología-UNSAM).

 

Ø  Líneas de Investigación

Toxoplasma gondii es un parásito protozoario intracelular obligado cuyo ciclo de vida posee una fase sexual que sólo se da en el epitelio intestinal de los felinos (huésped definitivo) y un ciclo asexual que puede ocurrir en todas las células nucleadas de mamíferos y aves, cuya característica distintiva son dos formas replicativas, el taquizoito de replicación rápida y el bradizoito, de replicación lenta que forma quistes latentes en el tejido, principalmente músculo y sistema nervioso central. Los cuadros sintomatológicos por toxoplasmosis están asociados a la presencia del taquizoito mientras que el bradizoito está relacionado con la infección crónica o latente, generalmente asintomática aunque en los últimos años se observó una relación entre la presencia de anticuerpos anti-T. gondii y desórdenes neurológicos. La interconversión entre taquizoitos y bradizoitos no sólo juega un papel fundamental en el establecimiento de la enfermedad crónica, sino que también es el responsable de la reactivación de la enfermedad. Por lo tanto, comprender los mecanismos que regulan la diferenciación en el parásito, resulta de gran interés.

Ciclo Hsp70/Hsp90

La chaperona molecular Hsp90 es una de las más conservadas y abundantes en organismos eucariotas. La proteína Hsp90 tiene diversas funciones como la maduración, transporte intracelular, factores de trascripción y proteínas quinasas involucradas en la transducción de señales y el control de la expresión génica, ciclo celular, apoptosis, etc.  En nuestro grupo de investigación se demostró que la proteína Hsp90 de T. gondii es importante para la diferenciación del mismo, y que su localización depende del estadio en que se encuentra el parásito: en taquizoito está en citoplasma y en bradizoito, en citoplasma y núcleo. Por otra parte, la proteína Hsp90 forma varios complejos, entre ellos el del ciclo Hsp70/Hsp90, el cual es regulado por otras proteínas, las co-chaperonas, que participan en una serie ordenada de complejos multi-proteína dinámicos conectados con su ciclo ATPasa. Entre ellas se identificó y caracterizó la co-chaperona p23 y la chaperona de la familia Hsp40 similar a Sis1, denominada TgSis1. Actualmente estamos analizando la importancia biológica del ciclo Hsp70/Hsp90 en T. gondii. Para ello, hemos obtenido mutantes de la chaperona de la familia Hsp40 similar a Ydj1/Hdj2, denominada Tgj1, tanto por deleción génica como carentes del motivo de farnesilación. Esta proteína sería importante para la identificación de la proteína cliente dentro del ciclo. También hemos obtenido mutantes por deleción de la co-chaperona HOP, la cual relaciona a Hsp70+proteína cliente con Hsp90, proceso que permite unir la proteína cliente a Hsp90 para su posterior maduración. La inmunofilina PP5 unida a Hsp90 a través de su dominio de unión proteína–proteína denominado TPR1, es la responsable de dirigir el heterocomplejo Hsp90 a diferentes localizaciones subcelulares, como el núcleo. También se obtuvieron mutantes por deleción de este gen.

Mecanismo Epigenético

Durante la diferenciación celular se encienden y apagan genes en forma secuencial. Dada la dificultad de encontrar un amplio repertorio de factores de transcripción se cree que un aspecto importante en la regulación de la transcripción de genes asociados al desarrollo puede estar dado por mecanismos epigenéticos. Recientemente, en nuestro grupo de investigación se identificó la presencia de una variante para la familia H2B (llamada H2Bv y posteriormente H2B.Z) en T. gondii. Este aspecto resultó de gran interés ya que no existen variantes de H2Bs en eucariotas superiores, a excepción de algunas que sólo se expresan en gónadas. Posteriormente se observó que H2B.Z dimeriza específicamente con H2A.Z y se une a promotores activos o bivalentes. En cambio, la histona H2B canónica de T. gondii (H2Ba) dimeriza y colocaliza con la histona H2A.X en sitios silentes del genoma y más especialmente en la región subtelomérica. Ambas histonas, H2A.Z y H2B.Z se encuentran hiperacetiladas en el extremo N-terminal mientras que sus formas canónicas o la variante H2A.X no lo están. En la actualidad estamos analizando el rol de estas acetilaciones en la regulación de la expresión génica así como en la diferenciación taquizoito a bradizoito de T. gondii y en la modulación de la heterocromatina constitutiva.

Reparación del daño a ADN y replicación

En eucariotas existen básicamente dos mecanismos para la reparación de roturas en la doble cadena en el ADN (DSB por sus siglas en inglés) bien caracterizados en mamíferos y levaduras: reparación por recombinación homóloga (HRR por sus siglas en inglés) y unión de extremos sin homología (NHEJ por sus siglas en inglés), aunque recientemente se ha descripto una variante a la NHEJ, denominado NHEJ alternativo (a-NHEJ). El mecanismo NHEJ ocurre durante todo el ciclo celular y es considerado como más propenso a errores ya que une dos extremos de ADN próximos con poco o ningún procesamiento, aunque dependiendo del tipo de lesión y las circunstancias el NHEJ puede ser muy preciso. En cambio, el mecanismo HRR ocurre en la fase S-G2 del ciclo celular y es considerado libre de fallas. En T. gondii, existirían ambos procesos para reparar DSBs. En nuestro laboratorio estamos abocados a identificar proteínas relacionadas con la reparación de DSBs en T. gondii, especialmente aquellas susceptibles a fármacos como la quinasa ATM, Mre11, RAD50 y RAD51 para las cuales ya existen drogas comerciales para sus contrapartes en eucariotas superiores.

Epidemiología y diagnóstico

Dado la importante diseminación de esta infección en la población, estamos realizando un estudio epidemiológico con el Hospital San Vicente de Pauls de la localidad de Chascomús, con el fin de conocer la situación de esta infección en la región e identificar posibles vías prominentes de infección. Al mismo tiempo estamos desarrollando nuevos sistemas de diagnóstico serológico basados en antígenos recombinantes para facilitar y mejorar el diagnóstico de la infección toxoplásmica.

Publicaciones

 

Desde 2013/Since 2013

2017 Yañuk JG, Alomar ML, Gonzalez MM, Alonso AM, Angel SO, Cóceres VM, Cabrerizo FM. A comprehensive analysis of direct and photosensitized attenuation of Toxoplasma gondii tachyzoites. Journal of Photochemistry and Photobiology B 177:8-17.

2016      Fenoy IM, Bogado SS, Contreras SM, Gottifredi V*, Angel SO*. The Knowns Unknowns: Exploring the Homologous Recombination Repair Pathway in Toxoplasma gondii. Frontiers in Microbiology 7:627.

2014 Hecker YP, Cóceres V, Wilkowsky SE, Jaramillo Ortiz JM, Morrell EL, Verna AE, Ganuza A, Cano DB, Lischinsky L, Angel SO, Zamorano P, Odeón AC, Leunda MR, Campero CM, Morein B, Moore DP. A Neospora caninum vaccine using recombinant proteins fails to prevent foetal infection in pregnant cattle after experimental intravenous challenge. Veterinary Immunology and Immunopathology 162:142-153, 2014.

2014 Bogado SS, Dalmasso C, Ganuza A, Kim K, Sullivan WJ Jr, Angel SO, Vanagas L. Canonical histone H2Ba and H2A.X dimerize in an opposite genomic localization to H2A.Z/H2B.Z dimers in Toxoplasma gondii. Molecular and Biochemical Parasitology 197: 36-42.

2014 Figueras MJ, Echeverria PC, Angel SO*. Protozoan HSP90-Heterocomplex: Molecular Interaction Network and Biological Significance. Current Protein and Peptide Science 15:245-255.

2014 Angel SO*, Figueras MJ, Alomar L, Echeverria PC, Deng B. Toxoplasma gondii Hsp90: potential roles in essential cellular processes of the parasite. Parasitology 141:1138-1147.

2014 Dalmasso MC, Carmona SJ, Angel SO*, Agüero F*. Characterization of Toxoplasma gondii subtelomeric-like regions: identification of a long-range compositional bias that is also associated with gene-poor regions. BMC Genomics, 15:21.

2013      Nardelli SC; Che FY; Silmon de Monerri NC; Xiao H; Nieves E; Madrid-Aliste C; Angel SO; Sullivan WJ, Angeletti RH, Kim K, Weiss LM. The Histone Code of Toxoplasma gondii Comprises Conserved and Unique Post-translational Modifications. Mbio, 4:e00922.

2013      Alomar ML; Rasse-Suriani FAO, Ganuza A, Cóceres VM, Cabrerizo FM, Angel SO. In vitro evaluation of β-carboline alkaloids as potential anti-Toxoplasma agents. BMC Research Notes, 6:193.

2013 De Napoli MG, de Miguel N, Lebrun M, Moreno SNJ, Angel SO, Corvi MM. N-terminal palmitoylation is required for Toxoplasma gondii HSP20 inner membrane complex localization. BBA-Molecular and Cell Research, 1833: 1329–1337.

2013 Vanagas L, Dalmasso MC, Dubremetz JF, Portiansky EL, Olins DE and Angel S. Epichromatin is conserved in Toxoplasma gondii and labels the exterior parasite chromatin throughout the cell cycle. Parasitology, 140:1104-1110.

2013 Angel SO, Matrajt M, Echeverria PC. A Review of Recent Patents on the Apicomplexan protozoan parasite HSP90 as a drug target. Recent Patents on Biotechnology, 7: 2-8.