Interacciones Moleculares

Trypanosoma cruzi es el agente etiológico de la enfermedad de Chagas, una dolencia que tiene un alto impacto en la salud de la poblaciones más carenciadas de América Latina, donde se estima que existen 15 millones de afectados. Las drogas que se utilizan para su tratamiento, no solo no son eficaces, sino que producen una alta toxicidad en el paciente, por lo que es necesario desarrollar nuevas terapias. Dado que está establecido que T. cruzi posee mecanismos de control de la expresión génica particulares que no son compartidos por otros eucariotas, entender a fondo los mismos podría brindar nuevas oportunidades para el diseño racional de fármacos específicos. La revolución que está ocurriendo en el campo de la estructura y función del genoma, gracias al desarrollo de la secuenciación masiva y su análisis, permite obtener una visión sistémica y promete brindar nuevos marcos conceptuales para desarrollar estrategias terapéuticas. El presente grupo combina la experiencia en biología molecular y celular de T. cruzi de Garat y Duhagon, del Laboratorio de Interacciones Moleculares de Facultad de Ciencias, con la experiencia de Sotelo-Silveira del Depto. de Biología Molecular y Celular de la misma Facultad y del Depto. de Genómica del IIBCE. El equipo de Garat ha contribuido a la dilucidación de varios aspectos de la regulación génicas de T. cruzi, incursionando más recientemente en aspectos de genómica. Este grupo ha dado lugar a la formación de tres investigadores que participarán de esta propuesta aportando en áreas específicas de su especialización: Duhagon (expresión génica global y regulación por microARNs en cáncer), Smircich (bioinformática y genómica), Pérez (interacciones ARN-proteínas en T. cruzi y ribonómica). El equipo de Sotelo ha estudiado la regulación de la expresión génica a nivel de la compartimentación de ARNm y su traducción específica y localizada, en diversos modelos de eucariotas superiores. Desde hace una década se ha focalizado en implementar el uso de aproximaciones genómicas para comprender aspectos específicos del control de la expresión génica. Las particularidades de los tripanosomátidos interesaron particularmente a Sotelo, motivando una intensa colaboración con el grupo de Interacciones Moleculares que ha enriquecido significativamente el trabajo en el ámbito académico y científico. Combinando las fortalezas del grupo, se busca aportar al conocimiento global sobre regulación transcripcional, postranscipcional y de traducibilidad de ARNm en este parásito. En el contexto de la ausencia de señales canónicas vinculadas al inicio de la transcripción de genes codificantes para proteínas, esta propuesta estudiará cómo se estructura el genoma de T. cruzi, utilizando aproximaciones in silico y experimentales, como la captura de la conformación de la cromatina. Dado que la regulación de la expresión en tripanosomátidos sucede esencialmente en etapas postranscripcionales, y en virtud de su relevancia potencial para centrar el desarrollo de fármacos, se propone el estudio del transcriptoma durante el ciclo proliferativo y el ciclo de vida del parásito. De esta manera se podrá evaluar los fenómenos responsables del mantenimiento del estado estacionario de los transcriptos, a pesar de ser estos producidos en forma constitutiva a partir unidades policistrónicas. Se estudiará también la ocupación ribosomal de los ARNm, para determinar globalmente su traducibilidad durante etapas de estos ciclos. También se analizará la compartimentación del ARN entre el núcleo y el citoplasma, de forma de evaluar la relevancia de la retención de los transcriptos en el núcleo como mecanismos global de represión. Además, con el objetivo de revelar mecanismos que favorezcan la traducción localizada, se propone el estudio de la localización subcelular diferencial asociada a organelos con características particulares en estos parásitos, tales como la mitocondria y los reservosomas. El análisis de cada una de estas etapas (inicio de la transcripción, abundancia del ARN en estado estacionario, distribucion del ARN núcleo-citoplasma, localización subcelular del ARN y traducibilidad del ARNm) permitirá establecer perfiles de expresión génica y descubrir patrones de control, marcando vías específicas y revelando señales en cis que servirán para inferir mecanismos generales de regulación a ser analizados en detalle posteriormente. Paralelamente, se plantea también el estudio ribonómico de proteínas específicas de unión al ARN que intervienen en la expresión génica diferencial. Estas aproximaciones por separado generarán una plataforma de datos que permitirá analizar múltiples interrogantes y servirá de base para la especialización y formación de recursos humanos, fortaleciendo disciplinas cuyo desarrollo en nuestro país es muy reciente. Además, aportará nuevas observaciones que contribuirán a esclarecer los mecanismos particulares que posee T. cruzi para regular la expresión génica.