Análise da expressão gênica durante a indução ao desenvolvimento estrobilar em Echinococcus granulosus

Abstract

Echinococcus granulosus é um parasito cestódeo e o agente etiológico da hidatidose cística. O desenvolvimento dos vermes adultos a partir dos protoscoleces é, provavelmente, desencadeada por diferentes estímulos que são impostos pelos hospedeiros, os quais provocam mudanças moleculares e morfológicas no parasito. No entanto, os mecanismos responsáveis por essas variações não estão totalmente esclarecidos. Para encontrar genes e proteínas possivelmente envolvidos com as alterações fenotípicas observadas durante o desenvolvimento estrobilar de E. granulosus, relatamos aqui o perfil transcritômico e a detecção de proteínas recémsintetizadas após a indução in vitro de protoescólices ao desenvolvimento estrobilar. Os protoescólices foram tratados com pepsina e mantidos em meio bifásico contendo taurocolato para induzir ao desenvolvimento estrobilar. Azidohomoalanina, aminoácido análogo de metionina, foi adicionado para a incorporação metabólica nas proteínas recém-sintetizadas, que foram visualizadas por microscopia confocal e identificadas por espectrometria de massas Paralelamente, o RNA total foi isolado utilizando o reagente TRIzol e as bibliotecas geradas foram sequenciadas na plataforma Illumina MiSeq. Nós identificamos 23 proteínas detectadas exclusivamente na presença de estímulos para o desenvolvimento estrobilar (SSD) e 28 na ausência desses estímulos (NSD). Também encontramos 75 proteínas diferencialmente expressas entre as duas condições (34 em SSD e 41 em NSD). Na análise dos dados de RNAseq, 818 genes foram identificados como diferencialmente expressos pelo software GFOLD. De forma geral, genes e proteínas com funções moleculares de transdução de sinal, metabolismo e modificações de proteínas foram observadas com a progressão do desenvolvimento estrobilar. Assim, este estudo fornece informações sobre genes e proteínas que podem ter um papel chave para o desenvolvimento do parasito, além de serem alvo de estudos futuros.

Echinococcus granulosus is a cestode parasite and the etiological agent of the cystic hydatid disease. The development of the adult worms from protoscoleces is probably triggered by different stimuli imposed by the hosts, which lead to molecular and morphological changes. However, the mechanisms underlying these variations remain largely unclear. In order to find genes and proteins possibly involved with the phenotypic changes during the strobilar development, we reported here the transcriptomic profile and the detection of newly synthesized proteins after protoscoleces in vitro induction to strobilar development. Protoscoleces were treated with pepsin and maintained in biphasic medium containing taurocholate to induce the strobilar development. The methionine analogue azidohomoalanine was added for metabolic incorporation in the newly synthesized proteins that were visualized by confocal microscopy and identified by mass spectrometry.In parallel, total RNA from parasite material was isolated using TRIzol reagent and the generated libraries were sequenced on Illumina MiSeq platform. We identified 23 proteins present only after stimuli for strobilar development (SSD) and 28 in absence of these stimuli (NSD). We also found 75 differentially expressed proteins (34 SSD and 41 NSD). In the RNA-seq analysis, 818 differentially expressed genes were identified by the GFOLD software. Gene transcripts and proteins with molecular functions of signal transduction, metabolism and protein modifications were observed with progression of development. This study provides insights on searching for the key genes and proteins that may be important for the correct parasite development and be target for further studies.