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Acceso Abierto

Identificación de señales de selección natural en genes de Plasmodium vivax que codifican proteínas involucradas en el proceso de invasión para determinar su potencial uso en una vacuna antimalárica


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Fecha
2019-01-31

Directores
Patarroyo, Manuel A.

ISSN de la revista
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Editor
Universidad del Rosario

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Resumen
Plasmodium vivax, es un endoparásito de origen Asiático que se dispersó alrededor del mundo y, actualmente, es predominante en las regiones tropicales y subtropicales del planeta que se encuentran entre los 15 y 16 °C. P. vivax, presenta una importancia biomédica dado que es el segundo agente responsable de malaria en humanos. Aunque numerosos esfuerzos se han realizado para disminuir el impacto de esta enfermedad, las condiciones sociales y económicas de los lugares más afectados, sumado a los conflictos sociales y políticos en varias áreas endémicas, hacen del control y eliminación de este parásito una tarea nada fácil. Como si esto no fuera suficiente, la aparición de resistencia a los insecticidas por parte del vector trasmisor, así como de parásitos resistentes a los antimaláricos, podría provocar una recurrencia de esta enfermedad. Teniendo en cuenta lo anterior, nuevas estrategias que permitan disminuir la incidencia de malaria por P. vivax se hacen prioritarias. Una de las alternativas que podría ayudar al control de la malaria es el desarrollo de una vacuna contra los patógenos que la causan. Sin embargo, la elevada diversidad genética que P. vivax presenta, ha generado uno de los retos a afrontar para el diseño de una vacuna completamente efectiva. Actualmente, se han descrito varios antígenos potenciales candidatos a vacuna contra P. vivax. No obstante, la diversidad genética de un reducido número de estos antígenos ha sido evaluada, debido a los requerimientos de tiempo y recursos económicos. Adicionalmente, poco se sabe acerca del rol real de estos antígenos durante el proceso de invasión de este parasito a las células hospederas. Es por esto, que nuevos enfoques, que permitan en un menor tiempo y a bajo costo identificar las regiones de estos antígenos conservadas por selección natural (usualmente asociadas con regiones funcionales) se hacen necesarios. Estos nuevos enfoques podrían entonces servir como punto de partida para la identificación o priorización de nuevos y promisorios candidatos vacunales. Este trabajo presenta los resultados un enfoque alternativo que permite hacer un acercamiento a la diversidad genética de antígenos de P. vivax, determinando regiones bajo selección negativa, para ser consideradas durante el diseño de una vacuna completamente efectiva. Aunque este enfoque se utilizó para P. vivax, este podría también ser aplicado en otros organismos.
Abstract
Plasmodium vivax, an endoparasite that arose in Asia and spread around the world, has biomedical importance given that it is the second most important human-malaria parasite. Although efforts have been made to reduce the impact of this disease, the social and economic conditions of the most affected places, together with social and political conflicts in several endemic areas, make the parasite control and elimination a laborious task. The emergence of insecticide resistance by the transmitting vector as well as antimalarialresistant parasites worsen the problem. Therefore, new alternatives to allow reducing the incidence of the disease have become a priority. An antimalarial vaccine development against the causal pathogens has been proposed as a cost-effective intervention which would help in controlling malaria. However, the high P. vivax genetic diversity remains as one of the challenges to overcome for the design of afully effective vaccine. Currently, several potential P. vivax vaccine candidates have been described. Nevertheless, the genetic diversity of a small number of them has been assessed, due to the high amount of time and economic resources required. Additionally, there is a modest knowledge about the real role of these antigens during the invasion process of target cells since maintaining an in vitro culture of this parasite species is particularly difficult. Therefore, new approaches that allow identifying conserved regions by natural selection which are frequently associated with functional importance, might be used as a starting point for the identification or prioritization of new potential vaccine candidates. This work presents a new approach to assess the genetic diversity of potential candidate antigens, determining negatively selected regions that can then be considered for designing a fully effective vaccine. This approach is not limited to P. vivax and could be useful in other microorganisms.
Palabras clave
Plasmodium vivax , Malaria , Vacuna , Diversidad genética , Antígenos conservados , Selección natural , Promisorios candidatos vacunales , Selección negativa
Keywords
Plasmodium vivax , Malaria , Antimalarial vaccine , Genetic diversity , Vaccine candidates , Vatural selection , Conserved regions , Negatively selected regions
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