Caracterización de la respuesta de Leishmania (Viannia) guyanensis a fármacos de utilidad clínica en el tratamiento de leishmaniasis cutánea mediante herramientas de genómica funcional
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Español
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Resumen
La leishmaniasis cutánea (LC) es la forma clínica más frecuente de leishmaniasis tegumentaria y constituye un importante problema de salud pública en Colombia. El antimoniato de meglumina (Glucantime®) es la primera opción terapéutica y como segunda línea de tratamiento se emplean la miltefosina y la anfotericina B, siendo esta última utilizada en casos de falla terapéutica o contraindicación para la terapia con derivados del antimonio (Sbv). El presente estudio caracterizó la respuesta de Leishmania (Viannia) guyanensis a fármacos de utilidad clínica en el tratamiento de leishmaniasis cutánea mediante herramientas de genómica estructural y funcional. Se determinaron los perfiles de susceptibilidad a Glucantime® en el estadio amastigote de dos aislados clínicos de L. (V.) guyanensis provenientes de pacientes con LC. Además, se analizaron sus genomas completos para identificar variaciones estructurales (ploidía y variación en el número de copias génicas), con el fin de seleccionar genes candidatos posiblemente asociados a mecanismos de tolerancia a Glucantime®. También se evaluó la susceptibilidad in vitro en promastigotes de líneas knockout de L. (V.) braziliensis con deleciones en los genes que codifican la Latosterol Oxidasa (LO) y la proteína de membrana asociada a vesículas (Vamp), previamente asociados con mecanismos de tolerancia a anfotericina B y miltefosina. Los resultados muestran que existen diferencias estructurales genómicas entre aislados clínicos de L. (V.) guyanensis con diferentes niveles de susceptibilidad a Glucantime®. El análisis de CNVs mostró que el aislado más tolerante presenta variación en número de copias génicas, en genes asociados a tolerancia a Glucantime® (transportador de pteridina, HSP70, transportador ABC), infección y proliferación intracelular (GP63, Amastinas, MIPS, Fosfatasas de proteína serina/treonina). Las líneas knockout de L. (V.) braziliensis en los genes LO y Vamp mostraron una mayor tolerancia in vitro, a los fármacos evaluados en comparación con la cepa de referencia. Lo anterior sugiere posibles relaciones entre las variaciones estructurales genómicas y el fenotipo de tolerancia observado in vitro, lo cual brinda una ruta para elucidar los mecanismos moleculares asociados con la disminución en la susceptibilidad a fármacos de uso clínico en Leishmania. (Texto tomado de la fuente).
Abstract
Cutaneous leishmaniasis (CL) is the most common clinical form of leishmaniasis and constitutes a major public health problem in Colombia. Meglumine antimony (glucantime®) is the first-line treatment, and as a second line of treatment, miltefosine and amphotericin B are used, the latter being used in cases of therapeutic failure or contraindication for antimony derivatives (Sbv). The present study characterized the response of Leishmania (Viannia) guyanensis to clinically relevant drugs used in the treatment of cutaneous leishmaniasis through structural and functional genomics tools. The susceptibility profiles to Glucantime® were determined in the amastigote stage of two clinical isolates of L. (V.) guyanensis obtained from patients with CL. Additionally, whole-genome analysis was performed to identify structural variations (ploidy and CNVs), with the aim of selecting candidate genes potentially associated with Glucantime® tolerance mechanisms. In addition, in vitro susceptibility was evaluated in promastigotes of L. (V.) braziliensis knockout lines with deletions in the genes encoding Lanosterol Oxidase (LO) and Vesicle-Associated Membrane Protein (Vamp), previously associated with tolerance mechanisms to amphotericin B and miltefosine. The results show that there are structural genomic differences between clinical isolates of L. (V.) guyanensis with distinct levels of susceptibility to Glucantime®. The CNV analysis showed that the most tolerant isolate presents copy number variation, in genes associated with Glucantime® tolerance (pteridine transporter, HSP70, ABC transporter), infection and intracellular proliferation (GP63, amastins, MIPS, serine/threonine protein phosphatases). The knockout lines of L. (V.) braziliensis in the LO and Vamp genes showed greater tolerance in vitro to the evaluated drugs compared to the reference strain. These findings suggest possible relationship between structural genomic variations and the observed tolerance phenotype in vitro, which could bring about a way to elucidate the molecular mechanisms associated with reduced susceptibility to clinically used drugs in Leishmania.
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