Trichomoniasis: describe mechanisms that vary the 3D structure of the DNA of the parasite that causes it

Nota Realizada por CONICET La Plata 11 de Junio de 2020

La tricomoniasis es la enfermedad de transmisión sexual (ETS) no viral más frecuente. Causada por el parásito Trichomonas vaginalis, se estima que en el mundo hay unas 156 millones de personas infectadas cada año. Aunque generalmente no presenta síntomas en los hombres, en las mujeres puede provocar inflamación vaginal, comezón y un flujo de color amarillo y olor característico, y es capaz de causar complicaciones cuando se la adquiere durante el embarazo. La infección crónica está asociada a un mayor riesgo de partos prematuros, infertilidad, más susceptibilidad de contraer y transmitir el virus del HIV, y recientemente se la relacionó con una marcada predisposición al cáncer cervical o de próstata.

A pesar de su alta incidencia, los mecanismos que utiliza T. vaginalis para desarrollar la infección son aún desconocidos, pero un grupo de expertos del Instituto Tecnológico de Chascomús (INTECH, CONICET-UNSAM-asociado a CICPBA) acaba de dar un paso muy importante para entender de qué manera se regula la expresión de distintos genes del parásito, algunos de ellos claves en este proceso. Los resultados del estudio, llevado a cabo junto a investigadores de Estados Unidos, acaban de ser publicados en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

“Se cree que las diferencias sintomatológicas asociadas a la infección podrían deberse, al menos en parte, a la existencia de diferentes cepas del parásito con distinta capacidad de virulencia. Estas variaciones fenotípicas sugieren que, aun cuando las cepas presentan secuencias de ADN prácticamente idénticas, la expresión de genes claves se encuentra regulada diferencialmente. En este estudio demostramos que esto podría estar determinado por mecanismos epigenéticos, es decir cambios heredables en la expresión de los genes que no son consecuencia de alteraciones en su secuencia de ADN”, cuenta Natalia de Miguel, investigadora del CONICET en el INTECH y autora responsable del trabajo.

Los expertos del INTECH se centraron en el estudio de la modificación epigenética conocida como metilación del ADN, es decir el proceso biológico por el cual se agrega un grupo de pequeñas moléculas –metilo–  a nucleótidos específicos del ADN. “Se sabe que las modificaciones epigenéticas son necesarias para el desarrollo normal de los distintos tipos de células, pero hasta el momento no se había estudiado su importancia en T. vaginalis. Nuestro estudio demuestra por primera vez que este parásito tiene altos niveles de metilación en adeninas –una de las cuatro bases nitrogenadas del ADN–, un hallazgo novedoso ya que esta modificación se había descripto mayoritariamente en bacterias. Mediante un análisis de la distribución de esta marca en el genoma, observamos que la metilación se ubica preferentemente en regiones intergénicas, es decir entre genes”, desarrolla.

“Sin embargo –añade la experta–, lo más novedoso del trabajo es que pudimos ver que la presencia de estas marcas delimita regiones del genoma que contienen genes con niveles de expresión similares, donde todos los genes contenidos tenían un estado apagado o encendido. Esta modificación epigenética permite que se formen estructuras tridimensionales del ADN que ponen en contacto elementos funcionales del genoma regulando la expresión de los genes contenidos. Nos sorprendió muchísimo descubrir que la formación de este tipo de estructuras 3D podría estar mediada por metilación de adeninas ya que esto no había sido descripto previamente en ningún otro organismo o tipo celular”.

A la luz de sus resultados, los profesionales del INTECH se entusiasman con que estos puedan contribuir para comprender el origen de la infección y, eventualmente, sienten las bases para el desarrollo de posibles blancos terapéuticos para atacarla.

Por Marcelo Gisande.

Referencia bibliográfica:

Lizarraga, A., O’brown, Z. K., Boulias, K., Roach, L., Greer, E. L., Johnson, P. J., ... & de Miguel, N. (2020). Adenine DNA methylation, 3D genome organization, and gene expression in the parasite Trichomonas vaginalis. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1917286117

Sobre investigación:

Ayelén Lizarraga. Becaria doctoral. INTECH.

Zach Klapholz O’Brown. Escuela de Medicina de Harvard, Boston, EE.UU.

Konstantinos Boulias. Escuela de Medicina de Harvard, Boston, EE.UU.

Lara Roach. Escuela de Medicina de Harvard, Boston, EE.UU.

Eric Lieberman Greer. Escuela de Medicina de Harvard, Boston, EE.UU.

Patricia J. Johnson. Universidad de California, Los Ángeles, EE.UU.

Pablo Strobl Mazzulla. Investigador independiente. INTECH.

Natalia de Miguel. Investigadora independiente. INTECH.