Variabilidade de marcadores genéticos em isolados de Trypanosoma cruzi da Bolívia e seu impacto na geração de novas ferramentas de diagnóstico

Abstract

A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, acomete cerca de seis milhões de pessoas no mundo. Dentre os países endêmicos, a Bolívia apresenta a maior prevalência da doença com cerca de três milhões de pessoas infectadas. O diagnóstico sorológico é amplamente utilizado na detecção da infecção, contudo, sua eficácia pode ser comprometida devido à alta variabilidade genética do parasito, especialmente nos genes que codificam os antígenos presentes nos kits comerciais, elaborados com base em cepas de variantes genéticas distintas (TcI e TcII). O objetivo deste estudo foi caracterizar a variabilidade de sequência de genes codificantes para antígenos amplamente utilizados em kits diagnósticos em cepas de T. cruzi isoladas de triatomíneos da Bolívia. Analisamos 12 isolados bolivianos que foram tipados molecularmente e in silico através do sequenciamento de seus genomas, cujos dados permitiram o desenvolvimento de análises comparativas. As variantes genéticas (DTU ou Discrete Typing Units) determinadas para as cepas bolivianas foram TcI (Bol 1, Bol 3, Bol 4, Bol 5, Bol 6 e Bol 7), TcV (Bol 33) e TcVI (BLV 1,BLV 2, BLV 3, BLV 4, BLV 5). Foram avaliadas a presença de polimorfismos de nucleotídeo único (SNP), inserções e deleções (indels) nas sequências nucleotídicas dos genes ou fragmentos gênicos Ag1, Ag2, Ag13, Ag30, Ag36, B13, JL7, 1F8, KMP11, SAPA e TcH49, assim como as alterações aminoacídicas decorrentes destes SNP visando estimar os possíveis impactos sobre a estrutura e expressão das proteínas resultantes. De maneira geral, observou-se uma maior conservação na sequência nucleotídica e proteica dos genes Ag1, Ag36, JL7, 1F8 e KMP11, enquanto os genes Ag2, Ag30 e SAPA apresentaram maior variabilidade. Esses resultados evidenciam que há diversidade genética entre as DTU de T. cruzi nas proteínas utilizadas como alvo de diagnóstico sorológico, podendo impactar no desempenho dos testes sorológicos comerciais, uma vez que são produzidos com base em cepas de TcI e TcII. Conclui-se que é necessário realizar a tipagem contínua de cepas do parasito visando a busca de novos antígenos que representem a diversidade do T. cruzi circulante em diferentes regiões geográficas.

Abstract: Chagas disease, caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, affects approximately six million people worldwide. Among endemic countries, Bolivia has the highest prevalence of the disease, with approximately three million people infected. Serological diagnosis is widely used to detect infection; however, its effectiveness may be compromised due to the high genetic variability of the parasite, especially in genes that encode the antigens present in commercial kits, which are developed based on strains with distinct genetic variants (TcI and TcII). This study aimed to characterize the sequence variability of coding genes for antigens widely used in diagnostic kits in T. cruzi strains isolated from Bolivian triatomines. We analyzed 12 Bolivian isolates that were molecularly and in silico typed through genome sequencing, producing data that allowed the development of comparative analyses. The genetic variants (DTU or Discrete Typing Units) determined for the Bolivian strains were TcI (Bol 1, Bol 3, Bol 4, Bol 5, Bol 6 and Bol 7), TcV (Bol 33) and TcVI (BLV 1, BLV 2, BLV 3, BLV 4, BLV 5). The presence of single nucleotide polymorphisms (SNP), insertions and deletions (indels) in the nucleotide sequences of the genes Ag1, Ag2, Ag13, Ag30, Ag36, B13, JL7, 1F8, KMP11, SAPA and TcH49 were surveyed. The amino acid changes resulting from these SNPs were also evaluated to estimate the possible impacts on the structure and expression of the resulting proteins. Overall, greater conservation was observed in the nucleotide and protein sequence of the Ag1, Ag36, JL7, 1F8 and KMP11 genes, while the Ag2, Ag30 and SAPA genes showed greater variability. These results show that there is genetic diversity among T. cruzi DTUs in the proteins used as targets for serological diagnosis, which may impact the performance of commercial serological tests, since they are produced based on TcI and TcII strains. We conclude that continuous typing of parasite strains is necessary to search for new antigens that represent the diversity of circulating T. cruzi in different geographic regions.