Cercetări recente asupra modificărilor tRNA ce influențează parazitul Chagas
Parazitul care provoacă boala Chagas (Trypanosoma cruzi) suferă o transformare majoră pe parcursul ciclului său de viață pentru a infecta oamenii și alte mamifere.
Această adaptare implică modificarea tipurilor și cantităților de proteine din corpul său. Factorii care contribuie la această transformare sunt încă insuficient înțeleși. Recent, în luna mai, un studiu publicat în revista PLOS Pathogens a dezvăluit că o parte din acest proces implică modificări chimice în ARN-ul de transfer (tRNA), o moleculă care acționează ca un „curier celular”, transportând aminoacizi către locul unde au loc sintezele proteice.
„tRNA-urile funcționează ca agenți de livrare a ingredientelor. Ele transportă aminoacizii utilizați la asamblarea proteinelor, care sunt molecule esențiale pentru funcția celulară. Modificările tRNA pe care le-am studiat pot facilita sau împiedica această livrare și, prin urmare, influențează producția de proteine”, explică autorul principal al studiului, Herbert Guimarães de Sousa Silva, care a realizat cercetarea în cadrul programului său de doctorat la Școala de Medicină a Universității Federale din São Paulo (EPM-UNIFESP) și la Institutul Butantan din São Paulo, Brazilia, cu sprijin de la FAPESP.
În prezent, Silva este cercetător postdoctoral la Universitatea Cornell din Statele Unite și menționează că echipa a identificat 170 de locuri de modificare în moleculele de tRNA, observând că aceste locuri variază între formele infecțioase și noninfecțioase ale T. cruzi. „Am demonstrat că modificările tRNA se schimbă pe parcursul ciclului de viață al parazitului și că aceste schimbări sunt importante pentru facilitarea transformării sale dintr-o fază noninfecțioasă într-o fază infecțioasă”, afirmă el.
Cercetătorii au folosit secvențierea tRNA, spectrometria de masă și analize bioinformatice pentru a cartografia modificările chimice prezente în aceste molecule și pentru a investiga rolul lor. De asemenea, au utilizat instrumentul de editare genetică CRISPR pentru a evalua impactul absenței uneia dintre aceste modificări asupra tranziției între fazele ciclului de viață al T. cruzi.
Realizarea acestui studiu a fost posibilă datorită avansurilor metodologice recente. „O perioadă îndelungată, nimeni nu a putut să secvențieze eficient tRNA-urile, deoarece chiar modificările din aceste molecule îngreunau procesul”, spune Cunha. Conform cercetătoarei, protocoalele dezvoltate în ultimii ani au făcut posibilă determinarea tipurilor și abundenței modificărilor prezente în aceste molecule.
Boala Chagas este o afecțiune neglijată, care afectează aproximativ șapte milioane de oameni din întreaga lume și este clasificată de Organizația Mondială a Sănătății (OMS) drept una dintre principalele boli tropicale neglijate. Aceasta este transmisă în principal prin insecte cunoscute sub numele de „gândaci sărutători”, care excretă T. cruzi în fecalele lor în timp ce se hrănesc. Infecția poate apărea și prin ingestia de alimente contaminate de gândaci infectați, prin transmitere de la mamă la copil în timpul sarcinii și, mai rar, prin transfuzii de sânge sau transplanturi de organe.
Parazitul adoptă diferite forme pe parcursul ciclului său de viață. Epimastigotele reprezintă o formă noninfecțioasă care se replică în interiorul gândacului sărutător. Aceasta se diferențiază ulterior în trypomastigotele metaciclice, forma infecțioasă pe care insecta o excretă în fecalele sale și care invadează gazda mamiferă.
Deși boala Chagas a fost descrisă pentru prima dată acum mai bine de un secol, nu există încă un vaccin, iar singurele două medicamente aprobate pentru tratarea acesteia sunt benznidazolul și nifurtimoxul. Conform Nascimento, eficacitatea acestor medicamente depinde de stadiul în care este diagnosticată infecția. „Faza acută se prezintă de obicei cu simptome foarte nespecifice și este adesea confundată cu alte boli. Tocmai în această fază medicamentul este cel mai eficient”, afirmă ea.
După această perioadă, parazitul poate rămâne în organism timp de decenii fără a provoca simptome. „Adesea, oamenii descoperă că au boala Chagas 30 de ani mai târziu, când se confruntă cu probleme cardiace sau modificări în tractul digestiv. În faza cronică, însă, tratamentul tinde să fie mai puțin eficient”, spune cercetătoarea. De aceea, sunt necesare noi opțiuni terapeutice.
Cu toate acestea, autorii sunt prudenți când discută despre aplicațiile terapeutice imediate ale descoperirilor cercetării. Ei subliniază importanța cercetării fundamentale în dezvoltarea de noi strategii de combatere a bolii. „Vrem să înțelegem cum funcționează T. cruzi. Pentru a dezvolta o terapie, trebuie mai întâi să înțelegem biologia parazitului”, afirmă Nascimento. „Prin înțelegerea mecanismelor, știm unde să ne îndreptăm atenția asupra parazitului, dar asta necesită încă multă cercetare.”
Cunha subliniază că acest domeniu prezintă deja potențial de traducere în alte organisme. De exemplu, modificările tRNA sunt investigate ca posibile ținte pentru dezvoltarea antimicrobiene împotriva bacteriilor rezistente la mai multe medicamente. Aceasta sugerează că mecanisme similare ar putea avea aplicații viitoare. „Nu este obiectivul acestui studiu, dar nu este nici departe”, conchide Cunha.
