Análise do transcriptoma do estágio invasivo de Fasciola hepatica e sua contribuição na compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos no processo de infecção

Abstract

Fasciola hepatica é um trematódeo parasita e o agente causador da fasciolose. Esta zoonose causa perdas importantes na produção agropecuária e tem uma crescente incidência na saúde dos seres humanos, principalmente em países em desenvolvimento. Mesmo que existem drogas fasciolicidas, estas não evitam a reinfecção e o surgimento de resistência e, portanto são necessárias novas estratégias de controle. A compreensão dos mecanismos moleculares que envolvem a relação parasito-hospedeiro e os processos fisiológicos associados com o parasitismo são questões importantes no estudo da biologia parasitária. A genômica e transcriptômica de F. hepatica são áreas ainda pouco exploradas com pouca informação disponível do estágio invasivo recém desencistado (NEJ). Neste trabalho foi iniciado o estudo do transcriptoma do NEJ, o primeiro estágio do parasito que interage com o hospedeiro mamífero, A partir da análise de expressed sequences tags (ESTs) do estágio juvenil foram obtidos mais de 500 clusters diferentes. Alguns destes clusters foram identificados exclusivamente no estágio adulto, e outros correspondem a transcritos específicos do filo platelmintos. Estas sequências junto com aquelas presentes em parasitos e ausentes no hospedeiro mamífero representam possíveis alvos para o desenvolvimento de novas drogas e vacinas. A análise comparativa das sequências de F. hepatica com sequências de genomas de outros metazoários foi consistente com o posicionamento basal dos platelmintos na filogenia dos bilatérios. O conteúdo GC e a freqüência de uso de códons e aminoácidos apresentaram diferenças com S. mansoni e semelhanças com outros trematódeos. A anotação funcional mostrou uma representação das diversas funções biológicas entre as proteínas preditas. Além das proteases, enzimas antioxidantes e proteínas do tipo mucina, importantes na relação parasito-hospedeiro, foram identificadas várias outras proteínas envolvidas na expressão gênica, síntese protéica, sinalização celular e enzimas mitocondriais. O conhecimento do repertório de genes expressos pelo estágio infectivo de F. hepatica serve como ponto de partida para revelar os aspectos básicos da biologia deste parasito. A integração dos dados de transcriptômica e proteômica, juntamente com as ferramentas de genômica funcional, posiciona a F. hepatica um modelo interessante para o estudo da biologia dos trematódeos.

The common liver fluke Fasciola hepatica is the agent of a zoonose with significant economic consequences in livestock production worldwide, and increasing relevance to human health in developing countries. Although flukicidal drugs are available, re-infection and emerging resistance are demanding new efficient and inexpensive control strategies. Understanding the molecular mechanisms underlying the host-parasite interaction provide relevant clues in this search, while enlightening the physiological adaptations to parasitism. Genomics and transcriptomics are still in their infancy in F. hepatica, with very scarce information available from the invasive newly excysted juveniles (NEJs). Here, we provide an initial glimpse to the transcriptomics of the NEJ, the first stage to interact with the mammalian host. We catalogued more than 500 clusters generated from the analysis of F. hepatica juvenile expressed sequence tags (EST), several of them not detected in the adult stage. A set of putative F. hepatica specific transcripts, and a group of sequences conserved exclusively in flatworms were identified. These novel sequences along with a set of parasite transcripts absent in the host genomes are putative new targets for future antiparasitic drugs or vaccine development. Comparisons of the F. hepatica sequences with other metazoans genomes or EST databases were consistent with the basal positioning of flatworms in the bilaterian phylogeny. Notably, GC content, codon usage and amino acid frequencies are remarkably different in Schistosomes to F.hepatica and other trematodes. Functional annotation of predicted proteins showed a general representation of diverse biological functions. Besides proteases and antioxidant enzymes expected to participate in the early interaction with the host, mucin-like proteins and others involved in gene expression, protein synthesis, cell signaling and mitochondrial enzymes were identified. The knowledge of the genes expressed by the invasive stage of F. hepatica is a starting point to unravel key aspects of this parasite‟s biology. The integration of the emerging transcriptomics, and proteomics data and the advent of functional genomics tools in this organism are positioning F. hepatica as an interesting model for trematode biology.