Adriana Higuera, Marina Muñoz, Myriam Consuelo López, Patricia Reyes, Plutarco Urbano, Oswaldo Villalobos, Juan David Ramírez. Desarrollo de un esquema de tipificación de secuencias multilocus para Giardia. Genes (Basel). 2020; 11(7): 764. Grupo de Investigaciones Microbiológicas-UR (GIMUR), Departamento de Biología, Facultad de Ciencias Naturales, Universidad del Rosario, Colombia
Resumen
La Giardia intestinalis es un protozoo intestinal que se encuentra con mayor frecuencia en los seres humanos. Se ha agrupado en 8 ensamblajes (AH). Los marcadores como el gen de la glutamato deshidrogenasa, la triosa fosfato isomerasa y la beta-giardina (beta-giardina) se han utilizado ampliamente para la genotipificación. Además, se han propuesto diferentes dianas genéticas como una alternativa valiosa para evaluar la diversidad y genética de este microorganismo. Así, nuestro objetivo fue evaluar nuevos marcadores para el estudio de la diversidad y estructura genética intra-taxa de G. intestinalisin silico y en ADN obtenido de muestras de heces. Analizamos nueve genes constitutivos en 80 secuencias genómicas completas y en un grupo de 24 muestras de heces de Colombia. La diversidad alélica se evaluó por locus y para la secuencia concatenada de nueve loci que podían discriminar hasta 53 alelos. Las reconstrucciones filogenéticas nos permitieron identificar conjuntos de AI, AII y B. Encontramos evidencia de eventos de recombinación intra e interensamblaje. El análisis de la estructura de la población mostró una diferenciación genética entre los conjuntos analizados.
1. Introducción
La Giardia intestinalis (sinónimo G. lamblia , G. duodenalis ), un protozoo eucariota unicelular, es la causa más común de diarrea parasitaria en humanos en todo el mundo. Infecta aproximadamente al 2% de los adultos y entre el 6% y el 8% de los niños en los países desarrollados. Aproximadamente el 33% de las personas han tenido giardiasis en los países en desarrollo. La transmisión de este protozoo se considera tanto zoonótica como zooantroponótica, ya que está presente en animales domésticos y salvajes. La frecuencia de transmisión entre los huéspedes no está clara . Aún así, se sabe que existe un riesgo de propagación masiva.
Se han utilizado diferentes herramientas moleculares y marcadores genéticos con diferentes tasas de mutación para evaluar la variación inter e intraespecífica de G. intestinalis , basándose principalmente en 3 loci: β-giardina, triosa-fosfato-isomerasa y glutamato deshidrogenasa. Estos loci apoyaron la identificación de ocho ensamblajes, denominados de la A a la H. Estos ensamblajes pueden ser específicos del anfitrión y han permitido la determinación de los ensamblajes A y B como los más frecuentes , siendo el ensamblaje B el más común en humanos . El ensamblaje B también se asocia con una enfermedad más grave y prolongada y se considera el más virulento . También se han establecido subconjuntos, como AI, AII, AIII, BIII y BIV , utilizando los loci anteriores. Sin embargo, a pesar de su utilidad, estos marcadores de tipificación han producido resultados contradictorios o de baja resolución al identificar ensamblajes en algunas muestras.
Algunos autores han propuesto el estudio de nuevos genes , que, cuando se añaden a los marcadores utilizados habitualmente, podrían dilucidar mejor la diversidad intraespecífica, junto con la heterocigosidad de nucleótidos, la divergencia alélica e incluso los procesos de recombinación e intercambio inter/intragenético. Esta posibilidad se estudia mediante polimorfismos de un solo nucleótido y análisis filogenéticos e incluso genómica comparativa. Dichos análisis indican que los procesos sexuales o meióticos pueden promover la generación de cepas más virulentas o ampliar su rango de hospedadores. Además, la exploración de otros marcadores genéticos permitirá la caracterización de subconjuntos no claramente establecidos en el ensamblaje E y quizás otros, y proporcionará la información necesaria sobre las subestructuras de los ensamblajes C, D, F y G.
Es necesaria la evaluación de regiones adicionales del genoma de G. intestinalis para identificar nuevos marcadores para comprender su diversidad y evolución. Dichos marcadores deben poseer suficiente poder discriminatorio para establecer agrupaciones relacionadas con factores epidemiológicos. Por lo tanto, la investigación de nuevos marcadores debe centrarse en la detección y tipificación, y permitir inferencias adicionales sobre la reproducción, la evolución, el potencial zoonótico y la estructura de la población.
Hay pocos estudios disponibles sobre G. intestinalis que buscaran abordar marcadores genéticos adicionales. Sin embargo, generar análisis multilocus es esencial para comprender las características genéticas de las cepas circulantes en diferentes regiones geográficas y monitorear su evolución y adaptación. Dicho análisis fomentará el diseño de estrategias para reducir la incidencia de infecciones . En el presente estudio, evaluamos diferentes loci codificadores de enzimas constitutivas involucradas en vías metabólicas, como la glucólisis y el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), enfocados en identificar características genotípicas de G. intestinalis, probando en secuencias de genoma completo (WGS) disponibles públicamente y posteriormente analizar estos marcadores en el ADN de muestras de heces de algunas regiones de Colombia. Nuestros nuevos marcadores propuestos son capaces de dilucidar la diversidad, la estructura de la población y los posibles eventos de recombinación entre y dentro de los ensamblajes de G. intestinalis .......
