leishmania « WordPress.com Tag Feed

Genome-wide gene expression profiling analysis of Leishmania major and Leishmania infantum developmental stages reveals substantial differences between the two species

parasitediary — Thu, 03 Jul 2008 17:18:52 +0000

Posted by Hamed Shateri Najafabadi

The title of this post is in fact the title of a recent paper published by Annie Rochette and her colleagues in BMC Genomics (2008, 9:255). This work, which has been done in Barbara Papadopoulou's lab at Laval University, reveals unexpected differences between developmental regulation of genes at mRNA level between the two closely related trypanosomatids Leishmania major and Leishmania infantum. I asked Annie to write a summary of her paper in her own point of view. I hope you agree with me that the author's point of view should be well reflected in the abstract of the paper, so was the case for this article. Here is the abstract as Annie sent to me:

"Leishmania parasites cause a diverse spectrum of diseases in humans ranging from spontaneously healing skin lesions (e.g., L. major) to life-threatening visceral diseases (e.g., L. infantum). The high conservation in gene content and genome organization between Leishmania major and Leishmania infantum contrasts their distinct pathophysiologies, suggesting that highly regulated hierarchical and temporal changes in gene expression may be involved. We used a multispecies DNA oligonucleotide microarray to compare whole-genome expression patterns of promastigote (sandfly vector) and amastigote (mammalian macrophages) developmental stages between L. major and L. infantum. Seven percent of the total L. infantum genome and 9.3% of the L. major genome were differentially expressed at the RNA level throughout development. The main variations were found in genes involved in metabolism, cellular organization and biogenesis, transport and genes encoding unknown function. Remarkably, this comparative global interspecies analysis demonstrated that only 10-12% of the differentially expressed genes were common to L. major and L. infantum. Differentially expressed genes are randomly distributed across chromosomes further supporting a posttranscriptional control, which is likely to involve a variety of 3'UTR elements. This study highlighted substantial differences in gene expression patterns between L. major and L. infantum. These important species-specific differences in stage-regulated gene expression may contribute to the disease tropism that distinguishes L. major from L. infantum."

Thanks to Annie and her colleagues for this beautiful paper.

I would also like to highlight another paper by Nagalakshmi and colleagues which was published in Science about a month ago. In this work, the transcriptome of yeast is analyzed, but not using microarrays. They used massive high-throughput Illumina sequencing to sequence the whole transcriptome of yeast. This approach, in addition to providing precise estimates for the extent at which each part of the genome is transcribed, gives a plethora of other information that is extremely difficult to gain by routine microarray analysis. First of all, it does not need any a priori assumption regarding the regions that are being transcribed, similar to tiling arrays with the difference that the resolution is several folds higher than any affordable tiling array. It also provides information regarding post-transcriptional modifications of RNAs, such as splicing, alternative splicing, poly-adenylation, etc (see Hani's blog). Trypanosomatids have surprised us several times, by showing us that a mature RNA can look nothing like its precursor due to the high extent of editing and trans-splicing. They have shown us that it is possible to transcribe almost half of a complete chromosome in just one huge RNA, or that a chromosome can be extensively transcribed from both strands. I am sure these surprises will be nothing once we have the data from sequencing the whole transcriptome of a trypanosomatid species; two will be better!

Altruism in Leishmania: apoptotic parasites are required for infectivity of metacyclic promastigotes

parasitediary — Sat, 21 Jun 2008 22:09:48 +0000

Posted by Kasra Hassani

Suppression of the innate immune response and inhibition of activation of phagocytes that would otherwise kill the parasites has long been established as mechanisms of immune evasion and persistence among Leishmania parasites.

In their paper, van Zandbergen et al. have indicated presence of a high ratio (more than 40%) of apoptotic cells in the metacyclic/stationary phage parasites. They have characterized these cells by occurrence of phosphatidyl serine (PS) in the outer leaflet of plasma membrane as well as PS-binding protein Anexin A5(AnxA5). The majority of AnxA5+ cells have been shown to be apoptotic and different in morphology to infective parasites and they have shown that depletion of these apoptotic cells from the infective population substantially abrogates infectivity.

Apoptotic cells induce production of TGF-beta and IL-10 which are anti-inflammatory cytokines; these cytokines are produced as well by neutrophils when they phagocyte apoptotic Leishmania. Apoptotic parasites also hamper secretion of TNF-alpha, all of which results in inactivation of neutrophils and later macrophages and their inability to kill the phagocytosed parasites.

This is an interesting example of altruism among single-cell populations; the authors have suggested that apoptosis is probably triggered in late log phase and stationary phase promastigotes in the sandfly midgut due to nutrient depletion prior to their entry into the mammalian host.

Studying the secretome of Leishmania donovani

parasitediary — Sat, 21 Jun 2008 18:49:31 +0000

Posted by Kasra Hassani

In this paper, Silverman et al. have pointed to two interesting subjects: first, what proteins are generally secreted from Leishmania, and second, how are these proteins secreted. In an extensive proteomic analysis, they have pointed out 151 proteins that they believe are being actively secreted out of stationary promastigotes of Leishmania donovani. These proteins belong to a wide variety of groups, such as proteases, antioxidants, nucleases etc. and each might play roles in survival of the parasite within its hosts and modulation of the immune response. Identification of these proteins opens up many opportunities for further studies that promote understanding their function and possible therapeutic targets in continuing studies.

Another interesting finding of Silverman et al. was that among these secreted proteins only 2 contain a classical amino-terminal secretion signal, which means that Leishmania largely might benefit from non-classical secretion pathways such as exosomes. Exosomes have been studied previously in human B cells and dendritic cells and it is actually interesting to point out that there is striking correspondence between the proteome content of these exosomes and Leishmania’s secretome (except for the proteins for which Leishmania does not have an ortholog). The authors have proposed the release of exosomes from the surface of the cell and especially from the flagellar pocket to be an important pathway of protein secretion by Leishmania and they have observed vesicular budding from the parasite surface by STM.

La llegada del calor y los parásitos externos

crduarte — Tue, 20 May 2008 16:38:02 +0000

Este año nos ha llegado el calor muy temprano y con el llegan las pulgas, garrapatas, mosquitos y demás. Es así pues hora de empezar a desparasitar más seriamente anuestras mascotas pues estos parásitos pueden ser una simple molestia para nuestra mascota o trasmisores de enfermedades muy graves e incluso mortales para ellos. Cada cual en su zona debe de estar más pendiente de unos parásitos que de otros pero todos deberíamos empezar a tratar a nuestros animales con un antiparasitario externo en spray o spot-on ( la típica pipeta) con la frecuencia que marque el fabricante (generalmente una vez al mes) y también es recomendable que le pongamos un collar que según donde vivamos será más efectivo frente a pulgas, garrapatas o mosquitos. Desgraciadamente el collar perfecto no existe. Aquí por mi zona (Asturias) tenemos que tener mucho cuidado con las garrapatas pues éstas trasmiten la babesiosis que es una enfermedad muy común por aquí y muy peligrosa por lo que aquí en mi labor como veterinario yo hago hincapié en que no se les pase el Frontline ni un día y con un collar tipo Kiltix o Prevetef es suficiente. En zonas endémicas de leishmaniosis tendrán que tener más cuidado con los flebotomos (el mosquito que la trasmite) y frente a éstos básicamente tendrán que orientar su prevención aunque sin olvidar lo demás por supuesto. Si es posible evitar que el perro esté en el exterior a partir del atardecer. En estos casos recomiendo pipetas de Frontline y como collar el Scalibor. Este mosquito no está asociado a zonas de agua como ríos, pantanos, etc. En otros casos habrá que tener cuidad con la filariosis ( el gusano del corazón) trasmitida por otro mosquito. En este caso habrá que prevenir con un producto tipo Guardian aunque previamente deberemos realizar un test de filaria para asegurarnos que nuestro amigo no está ya parasitado antes de aplicárselo. Por supuesto aquí tampoco hay que olvidarse del Frontline y del collar.

En caso de algún tipo de reacción negativa al pricipio activo del antiparasitario que utilicemos probaremos con otro.

Un saludo.

Carlos

Leishmanias en Cultivo

sonicando — Sun, 11 May 2008 14:24:41 +0000

Buenas, hoy os voy a colgar el primer vídeo de ciencia grabado por mí mismo, la calidad no es todo lo buena que podría, pero como aperitivo os puede servir...

El vídeo está grabando un cultivo de protozoos de Leishmania major, después de ser descongelados. Para que os quede más claro lo que váis a ver, os dejo un esquemita del ciclo del bicho en cuestión:

Como véis hay dos formas, los Promastigotes (flagelados) y los amastigotes (no flagelados). Los primeros van a reproducirse en el mosquito vector, y los segundos en el hospedador mamífero.

En el vídeo coexisten las dos formas, pero el medio de cultivo MIMETIZA el ambiente en el interior de mosquito, y están a 27 grados,por lo que el parásito se va diferenciando a promastigote y se divide activamente.

Grabé el vídeo el día 3 (tardan 7 en diferenciarse correctamente), ya que es el día en el que mejor se ve la división entre promastigotes. Si os fijáis están bien gordotes, y se ven muchos "dobles" que son dos bichos que están luchando para separase y terminar la división.

La verdad es que al convertir el vídeo, subirlo al youtube etc.. ha perdido bastante calidad. Pero bueno, ahora tenemos más medios en el centro para éstas cosas, así que ya traeré vídeos con mejor calidad ¡¡¡

BELLA: ONE OF THE WORST CASES SO FAR

elks — Wed, 23 Apr 2008 12:24:00 +0000

This is the story of BELLA.

She was found this week in a terrible condition. She has Leishmania, is terribly malnourished, has infected wounds, is covered in ticks and so has a tick disease, mange and anemia, and to top it all has been hit by a car causing the large wounds :(

BELLA is around 6 years old and has obviously led a terrible life. Initially it was thought she should be put to sleep, but the carers thought that she was such a loving dog and has such a will to live that she should be given the chance to recover and live the life she deserves, if only for a short while.

BELLA is a sweet and calm girl and coexists without problems with dogs, cats and people. She is not scared, in spite of everything she is very glad to be saved, and is sympathetic and sociable.

We are looking for an URGENT foster home for BELLA so that she doesnt have to remain in the kennels whilst she recovers, and of course ultimately a permanent home for this beautiful girl.

We also desperately need donations to help pay for her veterinary treatment for all the health problems that she is facing.

Please paypal any donations to pro-galgo@total-barcelona.com

or see the "how to help" page if you want to send a cheque.

THANKYOU

To see more pictures of BELLA click below. Please be aware they may be upsetting.

Caballos de Troya...Moleculares

sonicando — Wed, 02 Apr 2008 21:40:18 +0000

Sólo en la mente del héroe Odiseo cabía la astucia que daría la victoria a Grecia en la guerra de Troya. Epeo, el mejor carpintero de entre los guerreros que asediaron las grandes murallas de Troya, construiría un gran caballo de madera. Con las dimensiones adecuadas, cabrían el mismo Odiseo y cerca de una treitena de hombres, suficientes para romper la seguridad de la ciudad.

Tanta heroicidad, relatada tanto en la Odisea de Homero, como en la Eneida de Virgilio, ha dado la vuelta al mundo y a los siglos.

Los tiempos cambian, y si los ilustres escritores griegos hubieran tenido a mano un microscopio e inquietud por ciertos patógenos, no habrían tenido que crear el famoso mito. Años de investigación han revelado que la idea de Odiseo, a nivel molecular, no es demasiado original.

Leishmania spp. son protozoos flagelados causantes de un conjunto de enfermedades denominadas Leishmaniosis. A nivel celular, el patógeno ha de conseguir infectar las mismas células del sistema inmunológico que están encargadas de destruirlo, los macrófagos.

Por lo tanto, deben entrar en ellos sin ser descubiertos, cada macrófago es la nueva Troya a conquistar y su membrana constituye una gran muralla. Como véis sólo nos falta el caballo en esta historia.

Los PMN o polimorfonucleares son las primeras células que se acercan rápidamente al sitio donde se ha producido la infección, para tragarse todo lo extraño que se mueva. Son células algo más pequeñas que los macrófagos, y tienen una vida muy corta (6-10 horas). Leishmania ha aprendido a dejarse tragar por los PMN, y evitar desde dentro que las "digieran".

En su interior no se dividen, pero permanecen de forma silenciosa, hasta la llegada de los macrófagos, unas 48-72 horas después. ¿Como aguantan los PMN infectados esas 48 horas?La razón es que desde el interior, leishmania impide la activación de las señales de muerte de los PMN, hasta que todos los protagonistas están en el campo de batalla.En ese momento, los parásitos dejan que los PMN lleven a término su programa de muerte celular.

Los macrófagos también se encargan de eliminar células muertas, tragándoselas. Al reconocer que los PMN están muriendo, los fagocitan como algo muerto, y no como células infectadas, que es lo que realmente son, por lo que no desarrollan ningún mecanismo microbicida. Este es el sentido por el cual las Leishmanias mantienen a los PMN con vida hasta la llegada de los macrófagos, porque saben que éstos, como los troyanos, no ven una amenaza en un caballo inerte, aunque esconda una sorpresa letal en su interior.

Una vez las leishmanias están en el interior del macrófago se dividen a sus anchas hasta que éste revienta liberando leishmanias por todo el medio extracelular,que infectarán a más macrófagos. Así se desarrollará una infección con resultados, en ocasiones, letales para el individuo.

Puesto que patógenos hay muchos sobre la faz de la tierra, espero que no se extrañen de que Leishmania no sea el único Odiseo, en esta molecular historia.

Algunos Plasmodium, causantes de la Malaria, utilizan una estrategia similar para conseguir evadir el sistema inmunológico e infectar sus células diana. Tomemos perspectiva en esta nueva batalla.

Los plasmodios tienen varias formas infectivas, y varias células diana en dos ciclos básicos; el hepático (donde los esporozoitos infectan los hepatocitos) y el eritrocítico (donde los merozoitos infectan los glóbulos rojos o eritrocitos). Pues bien, los primeros han de llegar de alguna forma al torrente sanguíneo, para infectar a los glóbulos rojos, pero vigilando la periferia del hígado están los macrófagos, que fagocitarían y matarían a esta primera forma del plasmodio.

Los detalles de la minúscula gran batalla se publicaron en Science, en el 2006. Gracias al uso de parásitos modificados genéticamente para que fueran fluorescentes, y a técticas de microscopía in vivo, se observó la curiosa estrategia.

Los hepatocitos infectados por el protozoo, como consecuencia de la infección, se separan de sus células compañeras y entran en los capilares hepáticos como células casi muertas llamadas merosomas. Estos merosomas pasan completamente desapercibidos, ya que el parásito manipula desde dentro la célula para que no se muestre nada de lo que tiene en el interior. Así se diseminan por el organismo causando la ya tan famosa como mortal enfermedad.

Aprendiendo de estos caballos de troya, los humanos volvemos a la carga. Dejamos lo que en su momento fue un mito, para convertirlo en realidad a pequeña escala. Múltiples terapias se basan en Caballos de Troya: desde terapias farmacológicas frente a patógenos, a terapias génicas con genes suicidas contra células tumorales...pero ésas, son otras historias.

La Cura

G. — Fri, 07 Dec 2007 15:05:31 +0000

un po' di croniche ciraniche che mancavano da qualche tempo.
il bestio direi che sta abbastanza bene. continua a pisciare di noascosto sotto il tavolo della cucina e, prima o poi, dovrò decidermi a fare qualcosa. è perdutamente innamorato di lei (come dargli torto?) e, quando alla domenica parte, passa il resto della settimana a scrutare la porta della camera da letto pensando che, magari, sia lì dentro e stia per uscire. l'amicaE. suppone che soffra di sindrome d'abbandono, il che spiega i dispetti, tipo la pipì quando non sono in casa. ultimamente sta smagrendo un po' nonostante mangi come un bufalo. e quindi ora mangia come due bufali, per far sparire quelle due costole che, tutte le volte che le guardo, penso "ma dove ho sbagliato?". in programma, prima di natale se si riesce, c'è visita e nuove analisi del sangue per vedere la leishmania a che punto è.
e qui arriva la notiziona. ieri sera entro nella farmacia del cirano. tutte le volte che ci vado, alla dottoressa farmacista degli animali ci si illuminano gli occhi. uno dice, c'è del buono. e invece no: si intravvede, nel bagliore, il simbolo dell'euro che lampeggia. comunque, mi vede e mi dice "finalmente! non sapevo come rintracciarti!". e mi dice che l'hanno messa in commercio. la medicina che fa guarire dalla leishmania. non che tiene sotto controllo la malattia, come tutte le altre medicine che ha preso e che sta prendendo il cirano. no. questa la guarisce. passa. per sempre. sparisce. non c'è più. ed è sotto forma di sciroppo e quindi non devo neppure sforacchiarlo che, a 'sti punti, invece che cirano avrei potuto chiamarlo trainspotting.
ieri sera, a fare il giretto, a saltellare eravamo in due.