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Title: Duffy Binding Protein: Análise da diversidade genética em isolados do Plasmodium vivax da Amazônia Brasileira.
Advisor: Brito, Cristiana Ferreira Alves de
Members of the board: Cristiana Ferreira Alves de Brito
Oliveira, Guilherme Corrêa de
Soares, Irene da Silva
Zalis, Mariano Gustavo
Bartholomeu, Daniela Castanheira
Authors: Sousa, Taís Nóbrega de
Coadvisor: Carvalho, Luzia Helena de
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Abstract: A invasão dos eritrócitos pelos merozoítos de Plasmodium vivax requer a interação da Duffy binding protein (PvDBP) com o receptor DARC na superfície dos eritrócito s humanos. Esta interação parece ser essencial na formação d e uma junção irreversível entre as membranas do merozoíto e da cé lula do hospedeiro, uma etapa chave no processo de invasão dos eritrócitos. Diante disso, a PvDBP é considerada uma das mais importantes candidatas para compor uma vacin a anti- P. vivax . O domínio de ligação da PvDBP (região II, PvDBP II ) ao seu receptor é rico em resíduos de cisteína e constitui a região mais polimórfica da prot eína. Embora a maioria dos aminoácidos envolvidos na interação PvDBP II -DARC seja invariável, a resposta imune que parece ser direcionada principalmente contra regiões polimórficas da PvDBP II é capaz de bloquear a interação proteína-receptor. C omo esta diversidade genética pode comprometer a eficácia de uma vacina que inclua este antígeno, o objetivo principal deste trabalho foi caracterizar o pa drão de diversidade do domínio de ligação da Duffy binding protein de isolados de P. vivax de várias regiões da Amazônia Legal brasileira. Utilizando ferramentas esta tísticas adequadas, evidenciou-se o papel da recombinação e da seleção natura l na geração e manutenção da diversidade genética na PvDBP II . Em adição, a seleção positiva parece agir em codons individuais da proteína, preferen cialmente nos epitopos de células T e B da PvDBP II . Em geral, estas regiões apresentam uma diversidade genética maior do que toda a região II da proteína. Em conjunto, os resultados obtidos sugerem que o sistema imune do hospedeiro é um i mportante fator de seleção de mutações relacionadas ao escape do parasito. Adici onalmente, avaliou- se a associação entre prevalência dos alelos DARC e suscetibi lidade à infecção por P. vivax na Amazônia Legal brasileira. Com este objetivo foi desenvolvida uma nova metodologia de genotipagem de DARC baseada no PCR em tempo real. Este foi um dos primeiros estudos a evidenciar uma associação significati va entre indivíduos que expressam dois alelos DARC funcionais e maior suscetibilid ade à infecção por P. vivax e o primeiro a caracterizar o padrão de variabilidad e genética da DBP II em isolados de P. vivax do Brasil
Abstract: Plasmodium vivax requires interaction of the Duffy binding protein (P vDBP) with the Duffy antigen/receptor for chemokines (DARC) to enable its invasion of human erythrocytes, making PvDBP an important vaccine candidate . This interaction seems to be essential for junction formation, which is a key st ep in the erythrocyte invasion process. The receptor-binding domain of PvDBP maps to a conserved cysteine-rich region, referred to as region II (PvDBP II ). Most of the allelic diversity observed in PvDBP is due to the high rate of nonsynonymous polymor phisms in this critical domain for receptor recognition. Although contact resid ues that form the DARC- recognition site within PvDBP II appear to be invariant, host immune responses that target mainly against polymorphic regions are able to inhibit binding of PvDBP II to DARC. As the PvDBP II allelic diversity may represent a major obstacle for v accine development, this study undertook a comprehensive analysi s of the genetic diversity of the DBP II from P. vivax isolates obtained from different sites across the Brazili an Amazon region. Using appropriate statistical tests, we found evidence that allelic diversity within the Brazilian population of parasite s is maintained by recombination and natural selection at PvDBP II locus. In addition, we conclude that positive natural selection preferentially acts on B- and T-cell epitopes. Overall, these regions also showed higher nucleotide diversity compared to the whol e PvDBP II . Our results suggest that the host immune system is an important select ion factor for mutations related to escape of the parasite. In this study, we also evaluated the relationship between DARC alleles and malaria susceptibility. For t his aim we developed a new DARC genotyping assay based on multiplex real-time PC R. Our findings provided one of the first evidences that the presence of two fu nctional alleles increases the risk of P. vivax infection. Indeed, the current investigation presented the first comprehensive analysis of genetic diversity across PvDBP II gene from Brazilian parasite isolates.
keywords: Malária Vivax
Plasmodium vivax
Variação (Genética)/imunologia
Issue Date: 2009
Citation: SOUSA, Taís Nóbrega de. Duffy Binding Protein: Análise da diversidade genética em isolados do Plasmodium vivax da Amazônia Brasileira. 2009. 141 f. Tese (Doutorado em Ciências na área de concentração Biologia Celular e Molecular)-Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, 2009
Date of defense: 2009
Place of defense: Belo Horizonte/MG
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde
Copyright: open access
Appears in Collections:MG - IRR - PPGCS - Teses de Doutorado

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