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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/43599
CARACTERIZAÇÃO GENÉTICA DE CEPAS DE LEISHMANIA (VIANNIA) BRAZILIENSIS PROVENIENTES DE HOSPEDEIROS HUMANOS, CÃES DOMÉSTICOS E PEQUENOS MAMÍFEROS SILVESTRES E SINANTRÓPICOS DE MINAS GERAIS, BRASIL
Variabilidade genética
Técnicas de genotipagem
Ássimos, Gabriela Ribeiro | Date Issued:
2020
Author
Advisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Abstract in Portuguese
A Leishmaniose Tegumentar Americana é uma complexa doença parasitária zoonótica que afeta uma ampla diversidade de hospedeiros. No Brasil, o principal agente etiológico que acomete o ser humano é Leishmania (Viannia) braziliensis. Análises que visam caracterizar geneticamente cepas de L. braziliensis são fundamentais para a compreensão da dinâmica entre os diferentes hospedeiros, a origem geográfica e a epidemiologia molecular do parasito. O presente estudo teve por objetivo realizar a caracterização molecular de 28 amostras de L. braziliensis obtidos de diferentes hospedeiros (humanos, cães domésticos e pequenos mamíferos silvestres e sinantrópicos), provenientes de diferentes municípios do estado de Minas Gerais, Brasil. Para alcançar o objetivo proposto, foi realizada a análise de variabilidade genética através de sequenciamento e confecção de filogramas dos marcadores: ITS1, hsp70, alat, g6pd, icd, mpi e pgm. A identificação específica de todas as amostras como L. braziliensis foi realizada através técnica de PCR-RFLP-ITS1 e hsp70 seguido de sequenciamento genético onde as amostras apresentaram um percentual de identidade superior a 98% comparadas com outras cepas disponíveis no GenBank. Uma amostra apresentou perfil de restrição igual a L. guyanensis na PCR-RFLP-ITS1, porém o sequenciamento foi compatível com L. braziliensis para todas as amostras, demonstrando não ser um marcador adequado para identificação do parasito por RFLP. Além disso, o sequenciamento do gene ITS1 não apresentou qualidade suficiente para realizar as demais análises. As amostras 34 e 38 proveniente da Reserva Indígena do Xakriabá apresentaram perfil de restrição variante na PCR-RFLP-hsp70, o que corrobora com estudos prévios. Na análise dos filogramas, estas amostras foram agrupadas separadamente para todos os genes estudados. Todas as amostras estudadas apresentaram diferentes níveis de variações genéticas para os marcadores utilizados neste estudo. Contudo, hsp70 e icd apresentaram altos valores de posições com nucleotídeos divergentes quando comparados com a referência de L. braziliensis, sendo pouco significativos para estudos de variabilidade genética. Observou-se nos diferentes filogramas o agrupamento de amostras provenientes de pequenos mamíferos (PM) juntamente com amostras de cães domésticos e humanos, demonstrando que cepas que circulam em PM podem estar mais adaptadas para circular em diferentes hospedeiros. Os filogramas obtidos para os genes pgm e mpi apresentaram isolamento das amostras de PM silvestres oriundos da Reserva Caraça, o mesmo foi observado para as mostras oriundas do Xakriabá (34, 38 e 71), suportando a hipótese de que ocorram populações de L. braziliensis diferentes de acordo com ambientes específicos em Minas Gerais. Nos filogramas para os genes alat e g6pd, as amostras de cães formaram clusters, separados das demais amostras, sugerindo que cepas específicas podem estar circulando nestes hospedeiros. Resumidamente, podemos concluir que o sequenciamento genético dos alvos moleculares alat, g6pd, mpi e pgm foram úteis para estudos de variabilidade genética e epidemiologia molecular, permitindo uma melhor compreensão sobre história evolutiva destes genes bem como a identificação da ampla diversidade genética de parasitos de L. braziliensis que circulam entre os diferentes hospedeiros nas regiões de Minas Gerais.
Abstract
American Cutaneous Leishmaniasis is a complex zoonotic parasitic disease affecting a wide range of hosts. In Brazil, the main etiological agent that affects humans is Leishmania (Viannia) braziliensis. Analyzes aimed at genetically characterizing strains of L. braziliensis are essential for understanding the dynamics between the different hosts, the geographical origin and the molecular epidemiology of the parasite. This study aimed to perform the molecular characterization of 28 samples of L. braziliensis obtained from different hosts (humans, domestic dogs and small wild and synanthropic mammals), from different municipalities in the state of Minas Gerais, Brazil. To achieve the proposed objective, an analysis of genetic variability was carried out by sequencing and making filograms of the markers: ITS1, hsp70, alat, g6pd, icd, mpi and pgm. The specific identification of all samples as L. braziliensis was performed using the PCR-RFLP-ITS1 and hsp70 technique followed by genetic sequencing where the samples showed an identity percentage higher than 98% compared to other strains available on GenBank. One sample presented a restriction profile equal to L. guyanensis in PCR-RFLP-ITS1, however the sequencing was compatible with L. braziliensis for all samples, demonstrating that it is not an adequate marker for identification of the parasite by RFLP. In addition, the sequencing of the ITS1 gene was not of sufficient quality to perform the other analyzes. Samples 34 and 38 from the Xakriabá Indigenous Reserve presented a variant restriction profile in PCR-RFLP-hsp70, which corroborates with previous studies. In the analysis of the filograms, these samples were grouped separately for all the studied genes. All samples studied showed different levels of genetic variation for the markers used in this study. However, hsp70 and icd showed high position values with divergent nucleotides when compared to the reference of L. braziliensis, being of little significance for studies of genetic variability. It was observed in the different filograms the grouping of samples from small mammals (PM) together with samples from domestic dogs and humans, demonstrating that strains that circulate in PM may be more adapted to circulate different hosts. The filograms obtained for the pgm and mpi genes showed isolation of samples of wild PM from the Caraça Reserve, the same was observed for samples from Xakriabá (34, 38 and 71), supporting the hypothesis that populations of L. braziliensis occur different according to specific environments in Minas Gerais. In the filograms for the alat and g6pd genes, dog samples formed clusters, separate from the other samples, suggesting
that specific strains may be circulating in these hosts. In summary, we can conclude that the genetic sequencing of the molecular targets alat, g6pd, mpi and pgm were useful for studies of genetic variability and molecular epidemiology, allowing a better understanding of the evolutionary history of these genes as well as the identification of the wide genetic diversity of L. braziliensis that circulate between the different hosts in the regions of Minas Gerais.
Keywords in Portuguese
Leishmaniose Tegumentar DifusaVariabilidade genética
Técnicas de genotipagem
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