Analyse transcriptomique du benznidazole

May 04, 2023

Parasites & Vecteurs volume 16, Numéro d'article : 167 (2023) Citer cet article

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La maladie de Chagas (MC), causée par le parasite Trypanosoma cruzi, est un grave problème de santé publique en Amérique latine. Le nifurtimox et le benznidazole (BZ), les deux seuls médicaments actuellement approuvés pour le traitement de la MC, ont une très faible efficacité dans la phase chronique de la maladie et plusieurs effets secondaires toxiques. Des souches de Trypanosoma cruzi naturellement résistantes aux deux médicaments ont été signalées. Nous avons effectué une analyse transcriptomique comparative des populations de T. cruzi de type sauvage et résistantes à la BZ à l'aide d'un séquençage d'ARN à haut débit pour élucider les voies métaboliques liées à la résistance clinique aux médicaments et identifier des cibles moléculaires prometteuses pour le développement de nouveaux médicaments pour le traitement de la MC.

Toutes les bibliothèques d'ADN complémentaires (ADNc) ont été construites à partir des formes épimastigotes de chaque lignée, séquencées et analysées à l'aide des outils Prinseq et Trimmomatic pour l'analyse de la qualité, STAR comme aligneur pour cartographier les lectures par rapport au génome de référence (T. cruzi Dm28c—2018 ), le package Bioconductor EdgeR pour l'analyse statistique de l'expression différentielle et la bibliothèque basée sur Python GOATools pour l'analyse d'enrichissement fonctionnel.

Le pipeline analytique avec une valeur P ajustée < 0,05 et un facteur de variation > 1,5 a identifié 1 819 transcrits exprimés de manière différentielle (DE) entre les populations de T. cruzi de type sauvage et résistantes à la BZ. Parmi ceux-ci, 1522 (83,7 %) présentaient des annotations fonctionnelles et 297 (16,2 %) étaient des protéines hypothétiques. Au total, 1067 transcriptions ont été régulées à la hausse et 752 ont été régulées à la baisse dans la population de T. cruzi résistante à la BZ. L'analyse d'enrichissement fonctionnel des transcrits DE a identifié 10 et 111 catégories fonctionnelles enrichies pour les transcrits régulés à la hausse et à la baisse, respectivement. Grâce à l'analyse fonctionnelle, nous avons identifié plusieurs processus biologiques potentiellement associés au phénotype résistant à la BZ : processus métaboliques des acides aminés cellulaires, traduction, protéolyse, phosphorylation des protéines, modification de l'ARN, réparation de l'ADN, génération de métabolites précurseurs et d'énergie, processus d'oxydo-réduction, repliement des protéines. , les processus métaboliques des nucléotides puriques et les processus de biosynthèse des lipides.

Le profil transcriptomique de T. cruzi a révélé un ensemble robuste de gènes provenant de différentes voies métaboliques associées au phénotype résistant à la BZ, prouvant que les mécanismes de résistance de T. cruzi sont multifactoriels et complexes. Les processus biologiques associés à la résistance des parasites aux médicaments comprennent les défenses antioxydantes et le traitement de l'ARN. Les transcrits identifiés, tels que l'ascorbate peroxydase (APX) et la superoxyde dismutase de fer (Fe-SOD), fournissent des informations importantes sur le phénotype résistant. Ces transcrits DE peuvent être davantage évalués en tant que cibles moléculaires pour de nouveaux médicaments contre la MC.

La maladie de Chagas (MC) est causée par le parasite protozoaire Trypanosoma cruzi, avec des estimations actuelles de plus de 6 millions d'infections dans le monde [1]. Bien qu'endémique dans les pays d'Amérique latine, l'augmentation des mouvements de personnes entre les pays en raison de la mondialisation a conduit à une MC affectant également les pays d'Europe et d'Amérique du Nord [2]. La maladie se présente en deux phases cliniquement distinctes : aiguë et chronique. Seuls deux médicaments, le benznidazole (BZ) et le nifurtimox (NFX), sont actuellement approuvés pour une utilisation clinique, mais les deux ont de faibles taux de guérison au stade chronique de la maladie et sont associés à des effets secondaires graves pouvant entraîner une interruption du traitement [3] . Les différences de sensibilité des souches de T. cruzi au BZ et au NFX peuvent expliquer, au moins en partie, les faibles taux de guérison observés chez les patients traités pour la MC [4,5,6]. Ainsi, l'identification des gènes qui sont différentiellement exprimés (DE) dans la population de T. cruzi résistant à la BZ améliorerait notre connaissance du mécanisme moléculaire sous-jacent au phénotype résistant aux médicaments.

Les composés nitrohétérocycliques BZ et NFX sont des pro-médicaments qui nécessitent une activation par des nitroréductases pour induire la formation d'espèces réactives de l'oxygène, ce qui provoque une toxicité chez les parasites en se liant à l'ADN, à l'ARN, aux lipides, aux protéines et aux thiols de faible poids moléculaire [7,8, 9]. L'analyse fonctionnelle a révélé que des niveaux réduits de nitroréductase de type I (NTR-1) chez T. cruzi et T. brucei sont associés à la résistance aux composés nitrohétérocycliques, alors que la surexpression de cette enzyme entraîne une hypersensibilité [9, 10]. Dans nos études précédentes, nous avons montré que les enzymes de défense antioxydantes, telles que la superoxyde dismutase de fer (Fe-SOD), la tryparédoxine peroxydase et l'ascorbate peroxydase (APX) sont exprimées à des niveaux plus élevés dans la population de T. cruzi avec une résistance induite in vitro à la BZ [11,12,13].

Le séquençage des génomes des trypanosomatidés à l'aide de technologies de nouvelle génération a considérablement amélioré notre compréhension des processus métaboliques sous-jacents chez ces parasites. Plusieurs phénotypes ont été étudiés en appliquant cette technique à la fois dans la cellule hôte et le parasite. Des études de séquençage d'ARN (RNAseq) ont démontré un remodelage du profil de transcription de T. cruzi et des fibroblastes humains au cours d'une infection intracellulaire [14]. Les modifications des transcriptions parasitaires sont cruciales pour l'établissement de l'infection, l'interaction avec les cellules hôtes et les modifications de l'expression dynamique des gènes de la réponse immunitaire et des régulateurs du cycle cellulaire. L'analyse comparative du transcriptome des fibroblastes infectés par les souches de T. cruzi Sylvio et Y a montré une forte relation avec les interactions hôte-parasite [15]. Dans une autre étude, de légers changements de température ont augmenté la mort cellulaire chez les trypomastigotes métacycliques en raison de la dérégulation des gènes impliqués dans les processus essentiels de T. cruzi [16]. L'analyse comparative du transcriptome des souches virulentes (CL Brener) et non virulentes (CL-14) de T. cruzi a révélé une expression retardée des gènes codant pour les protéines de surface associées à la transition des amastigotes aux trypomastigotes dans la souche CL-14 [17]. L'analyse transcriptomique des trois principales formes du cycle de vie de T. cruzi a révélé que le remodelage de la surface des protéines et les commutateurs métaboliques sont à la base de la différenciation des parasites [18]. L'analyse comparative du transcriptome des clones de T. cruzi sensibles et résistants au BZ à l'aide de la méthodologie de pyroséquençage a identifié 133 transcrits DE dans le clone de T. cruzi résistant au BZ [19]. Cependant, la couverture obtenue était de 5 ×, limitant l'analyse statistique pour l'identification des gènes. Par conséquent, l'altération de l'expression à l'échelle génomique qui entraîne la résistance à la BZ reste inconnue. Dans la présente étude, nous avons utilisé la méthodologie RNAseq avec une couverture moyenne de 275 × pour comparer le transcriptome des lignées de T. cruzi résistantes au BZ (17LER) et de type sauvage (17WTS) dérivées de la souche Tehuantepec et identifier les transcrits DE et les voies métaboliques. potentiellement associé au phénotype résistant au BZ.

Les lignées de T. cruzi utilisées dans cette étude étaient la population de T. cruzi résistante au BZ (17LER), issue de la souche sauvage sensible Tehuantepec cl2 (Tc I), à savoir 17WTS [20], fournie par Philippe Nirdé (Génétique Moléculaire des Parasites et des Vecteurs, Montpellier, France). La population de T. cruzi résistante à la BZ (17LER) a été obtenue in vitro en augmentant la concentration de BZ de manière progressive. Les parasites 17LER finaux obtenus étaient résistants à une dose de BZ de 220 µM et étaient donc 20 fois moins sensibles à la BZ que leurs homologues de type sauvage de la population 17WTS (11 µM) [20]. De plus, l'indice de résistance était maintenu même après différenciation en amastigotes et le phénotype résistant à la BZ était stable même après 6 mois de culture sans pression médicamenteuse [20].

Les formes épimastigotes des deux populations ont été cultivées comme décrit par Nogueira et al. [11]. Trois répliques biologiques indépendantes de chaque population ont été cultivées sous pression médicamenteuse. Lors de la phase logarithmique de croissance, les parasites ont été lavés avec une solution saline tamponnée au phosphate et centrifugés, après quoi le sédiment a été extrait et congelé à - 70 ° C pour une extraction ultérieure de l'ARN.

L'ARN total des échantillons de T. cruzi a été extrait à l'aide du réactif TRIzol selon le protocole du fabricant (Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), puis un nouvel ARN a été extrait et purifié selon les instructions du fabricant à l'aide d'un kit d'extraction d'ARN ( RNeasy ; Qiagen, Hilden, Allemagne) pour augmenter la pureté des échantillons. La concentration totale d'ARN a été déterminée à l'aide d'un test de fluorescence dans Qubit (Thermo Fisher Scientific). La qualité et l'intégrité de l'ARN total extrait des répliques biologiques de chaque échantillon de population de T. cruzi (17WTS et 17LER) ont été évaluées à l'aide du système Bioanalyzer 2100 (Agilent Technologies, Inc., Santa Clara, CA, USA) et soumises à des analyses complémentaires Synthèse d'ADN (ADNc).

Six bibliothèques ont été construites sur la base du protocole de capture de queue poly A en utilisant le kit de construction de bibliothèque NEBNext® UltraTM II RNA Library Prep Kit (Illumina, Inc., San Diego, CA, USA) et 10 μg d'ARN total pour chaque bibliothèque. Les échantillons ont été séquencés par Novogene (Hong Kong, Chine) à l'aide de la technologie NovaSeq® (Illumina Inc.) basée sur le séquençage de fragments appariés de 150 pb, en suivant les protocoles standard du fabricant.

Les données du génome de Trypanosoma cruzi Dm28c—2018 ont été téléchargées à partir de la version 46 de la base de données TritrypDB [21]. Cette version du génome fait référence au séquençage de la souche Dm28c de T. cruzi qui utilise une combinaison d'approches de séquençage à lecture longue (PacBio) et à lecture courte (HiSeq). La taille totale de l'assemblage était de 53,2 Mb, ce qui est compatible avec le génome haploïde du parasite. L'annotation fonctionnelle de ce génome a été réalisée sur la base des annotations de la ressource en ligne TriTrypDB et de la Conserved Domain Database (CDD). Environ 17 000 gènes codant pour des protéines ont été identifiés, en plus des rétrotransposons et des répétitions en tandem [22].

Les lectures de séquences brutes au format FASTQ ont été évaluées en termes de qualité de lecture (qualité par séquence de base, contenu par base G + C, distribution de longueur de séquence et séquences de faible complexité) à l'aide du programme Prinseq version 0.20.4 [23]. Trimmomatic version 0.22 [24] a été utilisé pour filtrer et découper les séquences. Les séquences adaptatrices, les lectures inférieures à 100 pb et les lectures de faible qualité basées sur le score PHRED (Q moyen < 30) ont été identifiées. Seules les lectures avec les deux paires au-dessus des seuils ont été retenues.

Le logiciel STAR [25] version 2.7.7a a été utilisé pour cartographier les lectures dans le génome de référence, et un format de caractéristiques générales (GFF) obtenu à partir de la même base de données a été utilisé pour guider le processus d'alignement, permettant jusqu'à trois inadéquations par lecture.

La version 0.5.4p3 du logiciel HTseq-count [26] avec le modèle d'union a été utilisée pour compter le nombre total de lectures cartographiées pour chaque gène annoté dans le fichier GFF.

La matrice de comptage générée a été utilisée pour l'analyse d'expression différentielle à l'aide du package EdgeR version 3.28.1 [27, 28] développé dans le langage de programmation R version 3.6.3 ® Foundation for Statistical Computing, Vienne, Autriche). Pour l'analyse de l'expression différentielle, les transcrits avec de faibles comptes (comptes par million [CPM] < 1) dans au moins deux réplicats biologiques ont été supprimés pour éviter d'analyser les transcrits sans support statistique. De plus, les transcrits avec une valeur P ajustée <0, 05 et un changement de facteur (FC) ≥ 1, 5 ont été définis comme seuils pour définir les gènes DE.

Après l'analyse différentielle de l'expression génique, une recherche de domaines et de sites pertinents a été effectuée à l'aide d'Interproscan pour définir une description des transcrits identifiés décrits comme des fonctions hypothétiques ou inconnues.

Le package GOATools version 1.2.3, développé en Python 3, a été utilisé pour calculer l'analyse d'enrichissement fonctionnel par surreprésentation en utilisant les transcrits régulés à la hausse et à la baisse par rapport au transcriptome de référence du parasite [29]. L'analyse fonctionnelle des transcriptions était basée sur le vocabulaire Gene Ontology (GO). La catégorie avec le GO le plus informatif pris en compte pour notre analyse était les "processus biologiques". Une valeur de p ajustée < 0,05 générée à l'aide d'une analyse statistique effectuée par GOATools a été définie comme seuil pour définir la signification de l'enrichissement fonctionnel. Les données GO des transcrits de T. cruzi utilisées comme référence étaient le Gene Association File (GAF), disponible dans TriTrypDB (https://tritrypdb.org/tritrypdb/app) version 46 [21]. Les catégories fonctionnelles redondantes ont été filtrées manuellement et la catégorie la plus spécifique a été retenue pour une analyse plus approfondie. Les termes GO non spécifiques contenant les mêmes transcriptions associées à un autre GO ont été supprimés. De plus, les transcriptions enrichies uniquement dans des catégories non spécifiques ont été réaffectées à d'autres catégories plus informatives basées sur les données TriTrypDB pour favoriser l'interprétation des résultats.

Nous avons comparé les transcriptomes des populations de T. cruzi résistantes au BZ (17LER) et de type sauvage (17WTS). Des bibliothèques d'ADNc ont été construites, séquencées et analysées pour identifier les transcrits DE associés à la résistance à BZ.

Les paramètres suivants ont été évalués à l'aide de l'analyse de qualité de lecture : (i) quantité de lectures séquencées ; (ii) tailles minimales et maximales ; et (iii) pourcentage de teneur en guanine-cytosine dans les échantillons. Environ 82 % des lectures ont été conservées pour les étapes suivantes. Les échantillons ont été cartographiés sur le génome de référence (souche Dm28c—2018 T. cruzi), ce qui a donné une couverture moyenne de 275× pour la souche Tehuantepec T. cruzi. Six répliques ont généré 345 731 468 lectures d'environ 150 pb chacune. Fichier supplémentaire 1 : le tableau S1 résume les caractéristiques des lectures qui restaient après la suppression des données de mauvaise qualité.

Les données du fichier supplémentaire 1 : tableau S1 montrent que chaque échantillon avait environ 22 millions de lectures associées dans les deux populations et qu'il n'y avait pas de différences majeures entre les groupes étudiés. Les lectures de Tehuantepec avaient 130 247 626 (91,7 %) lectures cartographiées dans le génome de référence, avec environ 39 millions de lectures (27,8 %) cartographiées dans des régions à copies multiples.

Une analyse en composantes principales (ACP) a été effectuée pour évaluer les différences entre les échantillons en fonction du nombre de lectures pour chaque transcription. Tous les transcrits avec un nombre de lectures insuffisant dans ≥ 2 répétitions ont été exclus de l'analyse. Un graphique PCA avec la distribution des échantillons autour des principaux axes des composants est illustré à la Fig. 1.

Analyse en composantes principales des populations de Trypanosoma cruzi résistantes au benznidazole (BZ) et de type sauvage. Le graphique montre six répliques utilisées dans cette étude : l'échantillon de type sauvage A (WTSA) (cyan), l'échantillon de type sauvage B (WTSB) (bleu) et l'échantillon de type sauvage C (WTSC) (rose) représentent les répliques de type sauvage. échantillons ; L'échantillon A résistant au BZ (LERA) (rouge), l'échantillon B résistant au BZ (LERB) (marron) et l'échantillon C résistant au BZ (LERC) (vert) représentent les échantillons résistants au BZ. La distribution des échantillons représente les différences entre les échantillons. L'analyse du graphique révèle que les populations de type sauvage et résistantes au BZ sont clairement distinguées le long de l'axe des abscisses. PC, composant principal

En générant un graphique basé sur les résultats de l'ACP, nous avons pu résumer environ 95 % de la variation des données dans les deux principales composantes (Fig. 1). Les composantes des axes X et Y représentent respectivement 66,6 % et 29,7 % de la variation des données. La distribution sur l'axe Y a montré une variation entre les répliques biologiques attendues sur la base de la plasticité de T. cruzi rapportée dans la littérature, tandis que le composant 1 (axe X) a montré une variation suffisante pour distinguer les échantillons du T. cruzi sensible et résistant au BZ. populations.

Une fois les échantillons représentés dans une PCA, nous avons effectué une évaluation de l'expression différentielle en utilisant un seul groupe de comparaison, en comparant la population 17LER avec la population 17WTS. Le graphique d'expression illustré à la Fig. 2 révèle une relation étroite entre le nombre moyen de LogCPM et la valeur P ajustée pour les transcrits, ce qui suggère qu'un nombre plus élevé de comptages implique un niveau de signification plus élevé pour les données. Les transcriptions avec un nombre inférieur de comptages de lecture associés ou de régions multi-cartographie peuvent avoir des valeurs FC élevées en raison du faible nombre de comptages, comme le montre la Fig. 2 pour les transcriptions avec des valeurs de logCPM < 3. Les lignes horizontales vertes de la Fig. 2 marquent le Log2FC = 0,59 (FC ​​> à 1,5), qui est considéré comme le point de coupure pour marquer les transcrits utilisés dans l'analyse d'enrichissement fonctionnel.

Graphique d'expression comparant les niveaux de transcrit d'ARN de T. cruzi de type sauvage (17WTS) et résistant au benznidazole (17LER). Le CPM est représenté sur l'axe X et le LogFC est représenté sur l'axe Y. Les points rouges et noirs représentent les transcrits avec une valeur P ajustée < 0,05 et > 0,05, respectivement. Les lignes vertes représentent la valeur FC minimale pour les transcriptions exprimées différentiellement sélectionnées (Log2FC = 0,59). LogCPM, nombre de logarithmes par million ; LogFC, logarithme du fold-change

L'analyse de l'expression différentielle a identifié 12 150 transcrits avec une valeur P ajustée ≤ 0,05. Sur le nombre total de transcrits identifiés, 1 819 (15 %) ont été considérés comme DE avec une valeur P ajustée < 0,05 et FC > 1,5. Sur ces 1 819 transcriptions DE, 1 067 (58,7 %) étaient régulées à la hausse et 752 (41,3 %) étaient régulées à la baisse dans la population de T. cruzi résistante à la BZ. En ce qui concerne l'annotation fonctionnelle, sur les 1 819 transcrits DE identifiés, 1 522 (83,7 %) présentaient des annotations fonctionnelles et 297 (16,3 %) ont été attribués en tant que protéines hypothétiques sans fonction prédite. Dans l'analyse d'enrichissement fonctionnel, une section a été utilisée avec les transcrits dont l'expression (FC) était comprise entre 1,5 et 10 ; en dessous de cette plage, la différence a été considérée comme indiquant une faible expression, alors qu'au-dessus, elle peut représenter le séquençage de régions répétitives. Fichier supplémentaire 2 : la figure S1 montre les sections dans lesquelles les données ont été divisées et la plage dans laquelle l'enrichissement fonctionnel a été effectué (représenté en vert).

Les 1819 transcrits DE (1067 régulés positivement et 752 régulés négativement) ont été soumis à une analyse d'enrichissement fonctionnel et comparés aux annotations complètes du génome de référence. Un groupe de 685 de ces 1819 transcriptions DE (37,7%) avaient des termes GO associés. La distribution des transcrits analysés fonctionnellement selon l'analyse GO présente dans le fichier d'annotation est représentée dans le diagramme de Venn (Fig. 3).

Diagramme de Venn des termes d'ontologie génétique (GO) partagés et spécifiques pour les transcrits différentiellement exprimés (DE). Au total, 1819 transcrits DE (changement de facteur ≥ 1,5 et valeur P ajustée < 0,05) de T. cruzi résistant au benznidazole ont été comparés et regroupés en utilisant les catégories GO processus biologique (BP), fonction moléculaire (MF) et composant cellulaire (CC). WGO représente la catégorie GO des relevés de notes sans groupe GO attribué. Les nombres font référence au nombre total de séquences partagées et spécifiques dans chaque groupe d'ontologies

L'analyse d'enrichissement fonctionnel a révélé des catégories de processus biologiques GO significativement plus ou moins fréquentes dans un "groupe test" (transcrits DE) par rapport à un "groupe de référence" (transcriptome) (T. cruzi Dm28c prédit sur le protéome) (Tableau 2). L'analyse d'enrichissement fonctionnel a identifié les transcrits régulés positivement comme appartenant à 34 catégories GO enrichies fonctionnelles, 14 transcrits régulés positivement étant dans la catégorie GO processus biologique (BP), 14 dans la catégorie GO fonction moléculaire (MF) et six dans le composant cellulaire (CC) Catégorie GO. Les données obtenues à partir des termes GO catégories MF et CC fournissent des informations sur les interactions moléculaires et la localisation cellulaire, respectivement. La catégorie BP présente des mécanismes bien caractérisés qui aident à déduire des mécanismes biologiques importants pour la résistance de T. cruzi à BZ. Sur la base de ces résultats, nous avons concentré une analyse plus approfondie sur la catégorie BP.

Sur les 1067 (58,7 %) transcrits régulés positivement, y compris ceux avec une annotation fonctionnelle et des protéines hypothétiques identifiées dans la lignée de T. cruzi résistante à la BZ, 174 (15,25 %) ne présentaient aucun terme GO associé à des processus biologiques (15 enrichis et 159 sans enrichissement), 118 (11,1%) transcrits ne présentaient aucun terme GO associé à des processus biologiques et 775 (72,6%) transcrits avec annotation fonctionnelle et protéines hypothétiques ne présentaient aucun terme GO associé (Tableau 1).

Les termes les plus représentatifs des transcrits régulés à la hausse étaient les processus métaboliques et la traduction des acides aminés cellulaires (tableau 2). Ces données sont représentatives des résultats complets (Fichier complémentaire 3 : Tableau S2) et suggèrent que les catégories marquées comme enrichies parmi les transcrits peuvent contribuer au phénotype résistant à la BZ.

Le tableau 2 montre les catégories non redondantes et plus spécifiques à mettre en évidence dans l'analyse en utilisant le critère de spécificité et de distance entre les branches de l'arbre GO. Douze transcrits régulés positivement dans la lignée T. cruzi résistante à la BZ ont été regroupés dans la catégorie des processus métaboliques des acides aminés cellulaires (GO : 0006519). Ce groupe comprenait deux kynureninases (régulées à la hausse de 1,5 fois), trois tyrosine aminotransférases (régulées à la hausse de 1,7 à 3 fois) et sept glutamamyl carboxypeptidases (régulées à la hausse de 1,9 à 2,7 fois). Dans la catégorie traduction (GO : 0006412), trois transcrits ont été régulés à la hausse dans la même lignée : l'ARN polymérase IIA (1,7 fois plus régulée), la sous-unité de l'ARN polymérase I dirigée par l'ADN (1,5 fois plus régulée) et la protéine ribosomique 50S L16 (1,9 fois plus élevée). plier à la hausse). Les transcriptions codant pour la glutamamyl carboxypeptidase ont été enrichies dans une catégorie plus spécifique du métabolisme des acides aminés : le processus métabolique de l'arginine. Les deux catégories identifiées sont liées car le métabolisme des acides aminés génère plusieurs métabolites qui sont utilisés dans le processus de traduction.

Une analyse d'enrichissement fonctionnel a été effectuée et 144 catégories fonctionnelles de GO enrichies pour les transcrits régulés à la baisse ont été identifiées, dont 96 pour BP, 28 pour MF et 20 pour CC. Les termes GO les plus représentatifs étaient le repliement des protéines, l'oxydo-réduction, la phosphorylation des protéines, le processus de biosynthèse des lipides et la modification et la traduction de l'ARN. L'enrichissement des transcrits régulés à la baisse est présenté dans le tableau 3. En raison du grand nombre de catégories fonctionnelles identifiées et de leur redondance, seuls les transcrits les plus spécifiques qui n'ont pas été répétés dans d'autres catégories ont été retenus pour la vue d'ensemble.

Sur les 752 (41,3 %) transcrits régulés à la baisse dans la lignée T. cruzi résistante à la BZ, y compris ceux avec une annotation fonctionnelle et des protéines hypothétiques, 263 (34,9 %) présentaient des termes GO sur les processus biologiques (251 enrichis et 12 sans enrichissement), 130 ( 17,3 %) des transcriptions ne présentaient pas de termes GO sur les processus biologiques et 359 (47,7 %) transcriptions avec annotation fonctionnelle et protéines hypothétiques n'avaient pas de terme associé à GO.

Selon l'analyse d'enrichissement GO, un groupe de protéines ribosomiques liées à la traduction a été régulé à la baisse dans l'ensemble de données DE avec des copies (marquées d'un exposant 'a' dans les tableaux 2 et 3) et différents types (marqués d'une majuscule 'A' dans le tableau 3) .

Trois termes GO associés à la modification des protéines ont été identifiés dans l'analyse de la transcription régulée à la baisse : protéolyse, phosphorylation des protéines et repliement des protéines. Douze transcrits, tels que la métallopeptidase de zinc dépendante de l'ATP (jusqu'à 3,7 fois régulée négativement), la sous-unité bêta 7 du protéasome (1,6 fois régulée négativement) et l'ubiquitine carboxyl-terminal hydrolase (1,6 fois régulée négativement) ont été inclus dans la catégorie protéolyse. Sept transcrits ont été inclus dans la phosphorylation des protéines à terme GO, y compris la protéine kinase (jusqu'à 4,6 fois régulée négativement), la protéine tyrosine phosphatase-like protein (1,8 fois régulée négativement), la pyrophosphatase inorganique (1,7 fois régulée négativement) et la kinase liée au CDC2 12 (1,7 fois régulé à la baisse). La catégorie de repliement des protéines contenait plusieurs protéines responsables du maintien de la stabilité structurelle des peptides, notamment la protéine chaperonne DNAJ (1,6 fois régulée à la baisse), les chaperonines (2,1 à 2,2 fois régulées à la baisse), les protéines de choc thermique 70, 10 kDa, DNAJ (1,5 fois). - à 2,6 fois régulées négativement) et les protéines du complexe T (1,5 à 1,6 fois régulées négativement).

Le processus d'oxydo-réduction du terme GO contenait des transcrits impliqués dans la réponse au stress oxydatif, tels que la superoxyde dismutase (2 fois régulée à la baisse), la thiorédoxine (2,5 fois régulée à la baisse), la glutarédoxine (2,2 fois régulée à la baisse), le facteur de biogenèse peroxysomal 11 ( 2,1 fois régulée à la baisse), glycérol-3-phosphate déshydrogénase, N-terminal NAD-dépendant (2,2 fois régulée à la baisse) et peroxiredoxine (jusqu'à 1,7 fois régulée à la baisse). La catégorie d'oxydo-réduction est obsolète dans la version actuelle de GO, où elle est considérée comme une fonction moléculaire et non comme un processus biologique. Cependant, le fichier GAF utilisé pour l'enrichissement a maintenu ce GO et est un processus d'une grande pertinence pour le phénotype de résistance BZ étudié.

Douze transcrits régulés à la baisse dans les lignées de T. cruzi résistantes au BZ appartenaient à deux termes GO associés au métabolisme énergétique : génération de métabolites précurseurs et énergie (10 transcrits) et processus glycolytique (2 transcrits). Ces deux termes sont étroitement liés et les transcrits identifiés dans le processus glycolytique sont la glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase (2 fois régulée négativement) et la phosphoglycérate mutase indépendante du 2,3-bisphosphoglycérate (1,7 fois régulée négativement). Les catégories GO comprenaient la glycérate kinase (jusqu'à 3,5 fois régulée négativement), la sous-unité alpha de la succinyl-CoA synthétase (2,8 fois régulée négativement) et la sédoheptulose-1,7-bisphosphatase (1,7 fois régulée négativement), entre autres.

Deux termes GO associés au métabolisme des lipides ont été identifiés dans l'analyse de l'enrichissement fonctionnel des transcrits régulés négativement : le processus de biosynthèse des lipides et le processus métabolique de l'acide carboxylique. Certains des termes pour le processus de biosynthèse des lipides comprennent des transcrits tels que la mévalonate-kinase (1,6 fois régulée négativement), la mévalonate-diphosphate décarboxylase (1,5 fois régulée négativement), l'acétyl-COA carboxylase (1,5 fois régulée négativement) et la 3-hydroxy-3- méthylglutaryl-CoA synthase (régulée négativement 2,2 fois). Cinq transcrits ont été inclus dans le processus métabolique de l'acide carboxylique : l'arginyl-ARNt synthétase (1,6 fois régulée négativement), l'aspartyl-ARNt synthétase (1,5 fois régulée négativement), la valyl-ARNt synthétase (1,5 fois régulée négativement), la pyruvate phosphate dikinase (1,9- régulée à la baisse), l'isocitrate déshydrogénase (NADP) et le précurseur mitochondrial (régulé à la baisse de 1,5 fois). Les enzymes impliquées dans la voie du mévalonate se sont avérées régulées positivement chez les amastigotes précoces de T. cruzi lors de l'infection de la cellule hôte, ce qui suggère que le parasite génère des stérols et des acides gras pour soutenir la réplication et l'homéostasie membranaire [14]. Dans le processus de biosynthèse des composés azotés cellulaires, six transcrits ont été régulés négativement dans la lignée T. cruzi résistante au BZ, y compris l'inosine-5′-monophosphate déshydrogénase (4,1 fois régulée négativement), la pyridoxal kinase (2 fois régulée négativement), l'O-phosphoseryl- ARNt(sec) sélénium transférase (2,2 fois régulée négativement) et GMP réductase (1,5 fois régulée négativement).

Onze transcrits appartenant au processus métabolique des nucléotides puriques ont été régulés à la baisse dans la lignée T. cruzi résistante à la BZ. Certains transcrits inclus dans ce groupe sont les sous-unités d'ATP synthase (régulées à la baisse de 1,7 à 1,9 fois), la guanine désaminase (régulée à la baisse de 2,4 fois) et la S-adénosylméthionine synthétase (régulée à la baisse de 2,6 fois). La modification des peptidyl-acides aminés du terme GO a été identifiée avec trois transcrits associés : biotine-acétyl-coA-carboxylase ligase (1,5 fois régulée négativement), cyclophiline (jusqu'à 3 fois régulée négativement) et désoxyhypusine synthase (1,9 fois régulée négativement). Un autre terme GO avec trois transcrits associés était le processus métabolique des acides aminés de la famille de l'aspartate, qui comprenait la 2-amino-3-cétobutyrate coenzyme A ligase (réglementée à la baisse de 2,6 fois), l'asparagine synthétase A (régulée à la baisse de 2,1 fois) et l'aspartate aminotransférase (1,5 à la baisse). fold downregulated).

Trois termes GO ont été enrichis d'un transcrit chacun : homooligomérisation des protéines, transduction du signal et mouvement basé sur les microtubules avec canal potassique voltage-dépendant (2,4 fois régulé à la baisse), MASP (8,2 fois régulé à la baisse) et kinésine (1,6 fois régulé à la baisse), respectivement . Quatre termes GO, à savoir le transport transmembranaire, le transport médié par les vésicules, le transport intracellulaire et le transport des protéines, ont été identifiés, avec neuf transcrits appartenant à ces termes, y compris la protéine de liaison au RAN 1 (1,7 fois régulée à la baisse), la protéine nucléaire de liaison au GTP Rtb2 ( 1,7 fois régulée négativement), la protéine membranaire associée aux vésicules 7 (1,6 fois régulée négativement), le transporteur ABC glycosomal (GAT3) (1,5 fois régulé négativement) et d'autres transporteurs.

Soixante et onze transcrits codant pour des protéines associées à la traduction (GO : 0006412), y compris différents types de protéines ribosomiques 40S et 60S, des protéines associées à l'ubiquitine et des facteurs d'élongation, ont été régulés à la baisse de 1,5 à 4,1 fois dans la population de T. cruzi résistante à la BZ (Tableau 3). Les termes GO associés à la modification de l'ARN, au traitement de l'ARN ribosomique (ARNr) et au transport de l'ARN messager (ARNm) ont été enrichis et contenaient 13 transcrits différents (tableau 3), y compris le transporteur de nucléobase (1,5 fois régulé à la baisse), la petite ribonucléoprotéine nucléaire Sm-F (1,8 régulée négativement) et d'autres transcrits qui étaient régulés négativement de 1,5 à 1,9 fois dans la population résistante à la BZ. Quatre termes GO étaient fonctionnellement liés : division cellulaire, assemblage de nucléosomes, réplication de l'ADN et réparation de l'ADN. Ces termes comprenaient 11 transcrits, tels que la protéine d'hélicase de réparation et de recombinaison de l'ADN Pif5 (1,6 fois régulée négativement), la O-6 méthyl-guanine alkyl transférase (2,5 fois régulée négativement), les facteurs de licence de réplication de l'ADN (1,5 à 1,7 fois régulés négativement) , la protéine d'assemblage du nucléosome (régulée négativement de 1,7 à 2,2 fois) et la protéine de recombinaison méiotique Spo11 (régulée négativement de 1,5 fois).

L'analyse d'enrichissement des transcrits régulés à la baisse a identifié plusieurs processus biologiques altérés. Les principaux termes GO peuvent être regroupés en modifications post-transcriptionnelles, métabolisme énergétique et métabolisme des acides aminés. Malgré les différentes ontologies, des processus biologiques apparentés peuvent être observés dans les catégories identifiées parmi les transcrits DE. Un résumé des résultats de l'analyse d'enrichissement fonctionnel est présenté à la Fig. 4.

Transcriptions exprimées de manière différentielle pour les termes enrichis en Gene Ontology (GO) les plus représentatifs pour la catégorie des processus biologiques. Les termes GO les plus représentatifs de l'ensemble de données enrichi. Les barres bleues représentent le nombre total de transcriptions régulées à la hausse pour chaque terme, et les barres rouges représentent le nombre total de transcriptions régulées à la baisse pour chaque catégorie

Des catégories plus fonctionnelles ont été identifiées comme enrichies ; cependant, en raison de la hiérarchie structurée par GO et des catégories basales non informatives, nous avons concentré notre analyse sur les processus biologiques les plus dérivés. Les données complètes enrichies par le processus biologique sont présentées dans le fichier supplémentaire 3 : tableau S2.

Certains transcrits DE importants n'ont pas montré d'enrichissement fonctionnel; cependant, ils étaient importants pour le phénotype de résistance au BZ chez le parasite. Ces transcriptions DE avaient des termes GO associés mais n'étaient enrichies pour aucune catégorie (Fichier supplémentaire 4 : Tableau S3). Certains des transcrits identifiés régulés à la hausse dans la population résistante à la BZ sans enrichissement en GO sont les transporteurs d'hexose (régulés à la hausse de 1,5 à 2,4 fois), la protéine E multirésistante aux médicaments (régulée à la hausse de 1,9 fois), les transporteurs ABC (régulés à la hausse de 2,2 à 2,9 fois) , protéine phosphatase à double spécificité (1,5 à 1,8 fois plus régulée), ascorbate peroxydase (2,5 fois plus régulée), arginase (1,7 fois plus régulée), superoxyde dismutase (1,6 fois plus régulée), thiorédoxine (1,5 fois plus régulée) et adénine phosphoribosyl transférase (1,5 fois régulée positivement).

Parmi les transcrits régulés à la baisse, nous avons identifié deux copies de la prostaglandine F synthase (1,7 fois régulée à la baisse), la protéine phosphomévalonate kinase (1,8 fois à la baisse), l'enzyme malique (3,6 fois à la baisse), l'oxoglutarate/dioxygénase dépendante du fer (1,8 fois à la baisse). ) et le transporteur ABC (1,5 fois régulé à la baisse). Les principales catégories identifiées grâce à une analyse GO détaillée sont présentées à la Fig. 5.

Transcriptions différentiellement exprimées pour les termes d'ontologie génétique (GO) les plus représentatifs non enrichis pour la catégorie des processus biologiques. La figure montre les termes GO les plus représentatifs pour le jeu de données non enrichi. Les barres bleues représentent le nombre total de transcriptions régulées à la hausse pour chaque terme, et les barres rouges représentent le nombre total de transcriptions régulées à la baisse pour chaque catégorie

Certains transcrits se sont avérés avoir une annotation fonctionnelle associée mais aucun terme GO associé pour les processus biologiques, tels que les transcrits avec fonction prédite et les transcrits sans fonction prédite (annotés comme fonction hypothétique ou inconnue) (Fichier supplémentaire 5 : Tableau S4). Un total de 1085 transcrits avec des fonctions prédites n'étaient associés à aucun terme GO (727 régulés positivement et 358 régulés négativement). Le groupe de transcrits avec des fonctions prédites mais sans aucun terme GO associé comprend plusieurs membres de familles multigéniques, telles que les mucines, les MASP, les protéines du point chaud du rétrotransposon (RHS) et les trans-sialidases. D'autres transcrits pertinents sont également apparus dans ce groupe, tels que la protéine chaperonne DNAJ, les transporteurs ABC et les protéines de liaison à l'ARN.

Un groupe de transcrits identifiés sans fonction prédite a été annoté comme fonction hypothétique ou inconnue. Le niveau de détail de l'annotation fonctionnelle peut limiter l'interprétation des voies métaboliques dans lesquelles ces transcrits sont impliqués. Ce manque de connaissances est représenté par l'absence d'un terme GO associé pour les transcriptions DE identifiées. Au total, 297 transcrits DE sans fonction prédite ont été identifiés (166 régulés positivement et 131 régulés négativement). Fichier supplémentaire 6 : le tableau S5 contient des transcriptions avec des fonctions inconnues et sans associations de termes GO.

La maladie de Chagas reste un grave problème de santé publique qui manque de traitements alternatifs efficaces et bien tolérés. Seuls deux médicaments sont actuellement disponibles pour le traitement clinique : BZ et NFX ; cependant, les deux médicaments présentent des effets secondaires et ont une faible efficacité curative, principalement pendant la phase chronique de la maladie. Les protocoles de traitement à long terme et l'apparition de souches de T. cruzi résistantes aux médicaments sont d'autres limites du traitement de la MC [3]. Ainsi, de nouveaux agents thérapeutiques et de nouvelles cibles pour le développement de médicaments sont nécessaires de toute urgence. Dans la présente étude, nous avons effectué une analyse transcriptomique comparative des populations de T. cruzi de type sauvage et résistantes à la BZ à l'aide d'ARNseq à haut débit pour améliorer notre compréhension des voies métaboliques liées à la résistance clinique aux médicaments et identifier des cibles moléculaires prometteuses pour le développement de nouveaux médicaments. traiter le CD.

L'ARNseq massif de T. cruzi est un défi en raison du nombre de séquences répétitives présentes dans le génome du parasite et de la difficulté d'obtenir des génomes de référence de haute qualité. La nature répétitive du génome de T. cruzi rend difficile la quantification de l'expression génique et la détermination précise si certains gènes sont régulés positivement ou appartiennent à des régions à copies multiples. Le génome de T. cruzi est biologiquement diversifié et complexe. Notre analyse était basée sur l'assemblage haploïde le plus récent de la souche Dm28c de T. cruzi apparentée, qui a identifié 74 familles multigéniques et environ 5000 gènes à copie unique, dont environ 1400 avaient une annotation fonctionnelle [22].

Un exemple du défi auquel sont confrontés les chercheurs dans ce contexte est le transcrit "UDP-Gal" ou "UDP-GLCNAc-dependent glycosyltransferase", une enzyme liée aux étapes initiales de la glycosylation de la mucine [30]. Ce transcrit semblait être régulé à la hausse de 180 fois dans la population de T. cruzi résistant au BZ, mais il n'a pas été considéré comme DE en raison de la FC élevée associée. Le gène de cette enzyme est situé sur le chromosome 31 de T. cruzi, qui a des copies supplémentaires dans toutes les unités de typage discrètes (DTU) de T. cruzi et une forte concentration de gènes associés au métabolisme énergétique [31]. Les gènes codant pour des protéines de surface, tels que les "trans-sialidases", "mucines", "MASP)" et "surface protease GP63", font également partie de ce défi, puisqu'il s'agit des plus grandes familles multigéniques présentes chez T. cruzi génome. Ces transcrits sont responsables de la composition de la membrane de surface du parasite et sont cruciaux pour la protection contre la réponse immunitaire de l'hôte ; une relation existe entre la diversité de ces gènes dans le génome et le nombre d'hôtes potentiels [32, 33]. Dans notre étude, les protéines de surface trans-sialidases et GP-63 se sont avérées régulées positivement de 2 à 30 fois et de 1,6 à 6,8 fois, respectivement, dans les populations de T. cruzi résistantes à la BZ. La forte variabilité transcriptomique observée dans cette étude pourrait être influencée par de nombreux facteurs, notamment une organisation génomique complexe, des données de séquençage de qualité limitée, un grand nombre de familles multigéniques et une aneuploïdie potentielle en réponse au stress et à la pression médicamenteuse [31, 33].

En raison des difficultés présentes dans l'assemblage des génomes et de la complexité génétique de T. cruzi, les informations sur les gènes présents dans les bases de données sont limitées. Les catégories fonctionnelles sont représentées de l'ontologie la plus générique à la plus spécifique dans une structure arborescente afin qu'une même transcription puisse être associée à > 1 terme GO. De plus, la présence de grandes familles multigéniques dans le génome de T. cruzi ajoute une couche de redondance à l'analyse. Dans la présente étude, l'analyse s'est concentrée sur les processus biologiques identifiés, puisque cette catégorie fonctionnelle décrit les mécanismes biologiques qui peuvent être utilisés pour déduire les réponses des parasites à la pression sélective.

Les enzymes de défense antioxydantes agissent de concert pour protéger les parasites contre différentes espèces réactives de l'oxygène produites par le métabolisme cellulaire et les agents externes, y compris les produits de la réponse immunitaire de l'hôte et le métabolisme des médicaments. Ce mécanisme est associé au processus d'oxydo-réduction du terme GO (GO : 0055114) identifié dans l'analyse d'enrichissement. Plusieurs autres mécanismes impliqués dans la défense antioxydante ont déjà été documentés pour montrer une association avec la résistance à la BZ chez T. cruzi [34]. Nous avons constaté que le transcrit de la superoxyde dismutase (SOD), qui fait partie de cette voie métabolique, est doublement régulé à la baisse dans la population de T. cruzi résistante à la BZ (fichier supplémentaire 3 : tableau S2). Un autre transcrit annoté SOD semblait être régulé positivement 1,6 fois dans la même population (fichier supplémentaire 3 : tableau S2). La SOD protège le parasite contre les radicaux superoxydes, qui sont convertis en oxygène et peroxyde d'hydrogène [35, 36]. Fe-SOD a quatre isoformes distinctes qui agissent dans différents compartiments cellulaires et font partie d'une superfamille [37]. Des études antérieures ont montré une augmentation des niveaux d'ARNm Fe-SOD-A, de l'expression des protéines et de l'activité enzymatique Fe-SOD dans une population de T. cruzi présentant une résistance induite in vitro à la BZ (17 LER) [11]. L'APX, une autre enzyme impliquée dans la défense antioxydante, a montré une expression multipliée par 2,5 dans la population de T. cruzi résistante à la BZ (fichier supplémentaire 3 : tableau S2). Les APX sont des enzymes contenant de l'hème de classe I qui catalysent l'oxydation dépendante de H2O2 de l'ascorbate en eau [38]. Conformément à nos résultats, Nogueira et al. [13] ont observé que les niveaux d'APX étaient augmentés dans les populations de T. cruzi avec une résistance induite in vitro (17 LER) et sélectionnée in vivo (BZR) à BZ. Les transcrits de type glutaredoxine et thioredoxine sont également impliqués dans le processus d'oxydo-réduction. Le glutathion récupère les espèces réactives d'azote et d'oxygène, contribuant à l'homéostasie redox. Le système thiorédoxine est responsable du métabolisme du sélénium et agit comme un donneur d'hydrogène pour l'enzyme glutathion peroxydase [39].

L'un des principaux mécanismes de résistance développés par T. cruzi a été lié à l'inhibition de la bioactivation de BZ et NFX par les nitroréductases [9, 10]. Dans la présente étude, un transcrit codant pour la nitroréductase (ID : C4B63_56g60) était 1,8 fois régulé à la baisse dans la population de T. cruzi résistante à la BZ. Ces données sont étayées par des découvertes antérieures montrant la régulation à la baisse des niveaux de transcription NTR dans les lignées de T. cruzi résistantes aux médicaments nitrohétérocycliques [9, 10]. En accord avec les données précédemment rapportées sur les microréseaux [40] et les données sur le protéome [41], la prostaglandine F synthase (PGFS), une enzyme qui a été corrélée à la résistance de T. cruzi à la BZ, a également été identifiée dans notre étude comme étant 1,7 fois régulée à la baisse dans la population de T. cruzi résistante au BZ. Récemment, Santi et al. [42] ont démontré que la délétion du gène PGFS chez T. cruzi n'altérait pas la résistance du parasite au BZ ou au NFX, mais réduisait la tolérance au stress oxydatif et l'infectiosité. Ces auteurs ont suggéré que le PGFS joue un rôle régulateur dans la défense contre le stress oxydatif et l'infectivité parasitaire.

La catégorie de repliement des protéines contient la protéine chaperon DNAJ (réglementée à la baisse de 1,6 fois), les chaperonines (réglementées à la baisse de 2,1 à 2,2 fois), les protéines de choc thermique de 70 et 10 kDa, l'ADNJ (régulée à la baisse de 1,5 à 2,6 fois) et le complexe T protéines (régulées à la baisse de 1,5 à 1,6 fois). Ces transcrits sont associés à la réponse au stress et peuvent être responsables du repliement correct des protéines ou de l'activité réductase ou oxydase, comme décrit précédemment pour le chaperon DNAJ [43]. La phosphorylation des protéines à terme GO est une modification post-transcriptionnelle importante qui contient plusieurs transcrits enrichis associés à une protéine kinase (jusqu'à 4,6 fois régulée négativement), une protéine tyrosine phosphatase-like (1,8 fois régulée négativement), une pyrophosphatase inorganique (1,7 fois régulée à la baisse). régulée à la baisse) et la kinase 12 liée à cdc2 (1,7 fois régulée à la baisse). Malgré le petit nombre de phosphatases de T. cruzi caractérisées, le rôle des tyrosine phosphatases est important dans plusieurs fonctions biologiques, telles que le cycle cellulaire et la réponse immunitaire. Ces enzymes sont divisées en quatre classes distinctes en fonction de leurs domaines catalytiques et de leur substrat actif [44]. L'une de ces quatre catégories, la protéolyse, comprend des transcrits tels que la métallopeptidase de zinc dépendante de l'ATP (jusqu'à 3,7 fois régulée négativement), la sous-unité bêta 7 du protéasome (1,6 fois régulée négativement) et l'ubiquitine carboxyl-terminal hydrolase (1,6 fois régulée négativement). Ces protéines sont liées à la dégradation des protéines et à la voie de l'ubiquitine ; leur demi-vie est associée à la fonction cellulaire et est régulée par le parasite. Le métabolisme de l'ubiquitine a été identifié chez d'autres trypanosomatides, et des données publiées précédemment suggèrent que des altérations de l'ubiquitination des protéines peuvent contribuer à la dégradation des protéines oxydées, protégeant ainsi le parasite contre le stress oxydatif [45, 46].

Le transport de protéines, le transport transmembranaire, le transport intracellulaire, le transport médié par les vésicules et le mouvement basé sur les microtubules étaient des termes GO associés au transport de molécules. Plusieurs transporteurs ont été identifiés, y compris la protéine membranaire associée aux vésicules 7 (1,6 fois régulée négativement), GAT3 (1,5 fois régulée négativement) et le transporteur 2 de l'adénosine 3′-phospho 5′-phosphosulfate (1,5 fois régulé négativement). GAT3 est lié à l'absorption de glucose du cytosol vers la lumière glycosomale et a déjà été identifié comme étant régulé positivement dans la lignée Leishmania infantum résistante à l'antimoine [47, 48]. GAT3 a été supposé agir comme une pompe à efflux de médicaments dans son rôle dans le phénotype de résistance, l'empêchant d'agir sur les parasites. Dans la présente étude, plusieurs transcrits du gène du transporteur ABC étaient 1,8 à 2,9 fois régulés à la hausse et 1,5 fois à la baisse dans la population de T. cruzi résistante à la BZ (fichier supplémentaire 3 : tableau S2). Ces transporteurs ont une forte association avec le phénotype de résistance aux médicaments, car ils fonctionnent comme des pompes à efflux de médicaments pour protéger le parasite de l'action de ces molécules [49, 50]. Les transcrits des transporteurs d'hexoses (HT) sont des protéines membranaires impliquées dans l'absorption du glucose et d'autres hexoses dans la cellule [51]. Dans notre étude, le transcrit codant pour HT a montré une expression accrue de 1,5 à 2,4 fois dans la population de T. cruzi résistante à la BZ. Dans une étude précédente, on a observé que le niveau de transcription du gène HT était plus fortement exprimé dans la population de T. cruzi résistante à la BZ. Cependant, les auteurs ont observé une réduction de 40 % de l'activité des transporteurs dans cette population, suggérant l'existence d'un mécanisme de régulation au niveau de l'activité des protéines [52].

Les termes GO processus métabolique des nucléotides puriques, modification des peptidyl-acides aminés et processus de biosynthèse des composés azotés cellulaires ont été identifiés et liés au métabolisme des acides aminés. Les transcriptions associées au métabolisme des acides aminés ont déjà été caractérisées et une relation avec la résistance à la BZ chez T. cruzi a été établie [19, 53]. L'adénine phosphoribosyltransférase (APRT) est une protéine qui participe à la voie de recyclage des purines chez les trypanosomatides en capturant les purines de l'hôte et en synthétisant des nucléotides. Dans notre étude, le transcrit APRT était 1,6 fois régulé à la baisse dans la population de T. cruzi résistant à la BZ. Nos résultats sont corroborés par ceux d'une étude précédente sur le transcriptome, qui a montré que le transcrit APRT était 5,2 fois régulé à la baisse dans la population de T. cruzi naturellement résistante à la BZ [19]. Les auteurs de cette étude ont surexprimé le transcrit APRT dans les parasites sensibles et résistants, qui sont tous deux devenus plus sensibles au BZ, confirmant une association de l'APRT avec le phénotype résistant au BZ. Un autre transcrit identifié, la tyrosine aminotransférase (TAT), est une enzyme clé dans un certain nombre de voies métaboliques, y compris la biosynthèse et la dégradation des acides aminés et le métabolisme des glucides [53]. Dans notre étude, les copies du transcrit TAT étaient régulées à la hausse de 1,7, 1,9 et trois fois dans les populations de T. cruzi résistantes à la BZ. En accord avec nos données, l'analyse protéomique a également montré que cette enzyme était surexprimée dans les souches de T. cruzi résistantes au BZ [41]. Les termes GO, assemblage de nucléosomes, réplication de l'ADN et réparation de l'ADN, ont été associés au cycle cellulaire, à la réplication et à la réparation de l'ADN, respectivement, et ont été identifiés comme enrichis. Plusieurs transcrits ont été identifiés, notamment la protéine hélicase de réparation et de recombinaison de l'ADN Pif5 (1,6 fois régulée négativement), la O-6 méthyl-guanine alkyl transférase (2,5 fois régulée négativement), les facteurs de licence de réplication de l'ADN (1,5 à 1,7 fois régulés négativement), protéine d'assemblage du nucléosome (1,7 à 2,2 fois régulée négativement) et protéine de recombinaison méiotique Spo11 (1,5 fois régulée négativement). L'assemblage des nucléosomes GO est associé à l'aspect structurel de la chromatine, qui pourrait être l'expression d'une régulation facilitant ou empêchant l'accès des polymérases à certains sites du génome [54]. Les transcrits identifiés pour le terme GO réparation de l'ADN participent à la protection du génome du parasite contre les dommages du stress oxydatif. Des découvertes récentes suggèrent que ces transcrits jouent un rôle important dans la signalisation des dommages causés par le stress oxydatif et constituent une cible prometteuse pour la chimiothérapie CD [55].

Les termes GO associés à la modification de l'ARN, au traitement de l'ARNr et au transport de l'ARNm ont été enrichis et contenaient plusieurs transcrits, y compris le transporteur de nucléobase (1,5 fois régulé négativement) et la petite ribonucléoprotéine nucléaire Sm-F (1,8 fois régulée négativement). Les processus biologiques associés aux termes identifiés peuvent être liés à des modifications post-transcriptionnelles et sont importants pour maintenir la stabilité de l'ARN dans les protéines de liaison à l'ARN (RBP). La traduction du terme GO est associée à des transcrits déjà caractérisés comme étant le facteur 5A d'initiation de la traduction eucaryote (eIF5A), qui joue un rôle essentiel dans l'allongement de la chaîne d'acides aminés lors de la traduction. Dans notre étude, ce transcrit avait deux copies qui étaient 2,7 et 1,6 fois régulées à la baisse dans la population de T. cruzi résistante à la BZ. Des études antérieures ont également montré que les niveaux de protéine eIF5A étaient deux fois plus faibles dans les populations de T. cruzi résistantes à la BZ. De plus, les parasites mutants qui surexpriment eIF5A sont trois à cinq fois plus sensibles au BZ [56]. Parmi les catégories enrichies en transcrits régulés positivement dans la population de T. cruzi résistant au BZ, la traduction, le métabolisme des acides aminés aromatiques et les processus métaboliques de l'arginine ont été observés parmi les catégories enrichies en transcrits régulés positivement dans la population de T. cruzi résistant au BZ. Les résultats d'études antérieures suggèrent un rôle important de l'arginine dans le métabolisme de T. cruzi, étant donné la haute spécificité de son transporteur dans le parasite. Le métabolisme de cet acide aminé est lié au métabolisme de la réserve énergétique du parasite et à une augmentation de l'enzyme arginine kinase dans des conditions de stress oxydatif et de chimiothérapie [57, 58]. Des modifications du métabolisme de la biosynthèse de la glutamine peuvent sous-tendre la réponse à l'effet de la BZ, telles que des modifications de cette voie dues à la présence de composés d'ammonium et d'azole, comme cela a déjà été décrit [59, 60]. Dans le même groupe de transcrits, les processus de métabolisme et de traduction de l'ARN ont été enrichis, ce qui peut suggérer soit une tolérance élevée de ces processus aux changements, soit un impact moindre sur les pressions sélectives du médicament. Parmi les transcrits régulés à la baisse, plusieurs processus biologiques ont été identifiés comme étant enrichis. Parmi la diversité des fonctions identifiées et de leurs positions dans l'arbre GO, les termes GO identifiés étaient la traduction, la phosphorylation des protéines, l'organisation des nucléosomes, la protéolyse, la réparation de l'ADN, le métabolisme des purines et la modification de l'ARN.

Le transcrit du gène codant pour l'enzyme ADH était régulé positivement de 2,8 fois dans la population de T. cruzi résistante à la BZ. Les ADH sont une classe d'oxydoréductases qui catalysent l'oxydation réversible de l'éthanol en acétaldéhyde. González et al. [61] ont suggéré que la surexpression de cette enzyme neutralise les dommages aux mitochondries et aux membranes cellulaires après traitement avec BZ. Dans la même étude, ces auteurs ont également observé que cette enzyme est quatre fois plus exprimée dans la population de T. cruzi naturellement résistante à la BZ et que les parasites mutants qui surexpriment cette enzyme ont montré une plus grande résistance à la BZ et au glyoxal, des dommages réduits aux membranes cellulaires et mitochondriales. et une diminution de la concentration d'espèces réactives de l'oxygène [61].

CyP, une peptidyl-prolyl cis/trans isomérase, est une molécule clé avec diverses fonctions biologiques qui incluent des rôles dans le repliement moléculaire, la réponse au stress, la modulation immunitaire et la transduction du signal. Dans la présente étude, sept transcrits de CyP se sont révélés être 1,5 à trois fois régulés à la baisse dans la population de T. cruzi résistante à la BZ. L'analyse protéomique a montré que l'isoforme TcCyP19 est plus abondante dans la population de T. cruzi résistante à la BZ [41]. Des études de caractérisation moléculaire ont révélé une double augmentation des niveaux d'ARNm et de protéines TcCyP19 dans les populations de T. cruzi avec une résistance induite in vitro et sélectionnée in vivo à la BZ [62]. Les cyclophilines sont une grande famille multigénique contenant diverses isoformes ; ainsi, d'autres transcrits qui codent pour ces protéines peuvent remplacer la fonction de TcCyP19.

D'après les catégories fonctionnelles enrichies trouvées et l'expression de transcrits documentés dans la littérature, le phénotype de résistance de T. cruzi à la BZ est fortement influencé par la lutte contre le stress oxydatif [63, 64]. La haute tolérance du parasite aux mutations permet des changements majeurs dans les mécanismes de régulation de l'expression des gènes et se traduit par une grande diversité de mécanismes moléculaires sélectionnables sous haute pression de sélection [33]. La lutte contre les espèces réactives de l'oxygène est cruciale chez Trypanosoma cruzi pour l'établissement de l'infection, bien que le mécanisme sous-jacent à l'action de BZ soit encore complètement élucidé. Les thiols de bas poids moléculaire produits par le BZ exercent un fort impact sur le parasite [8]. Selon ces résultats, le métabolisme des acides aminés, la réparation de l'ADN et le métabolisme énergétique ont un fort impact sur le stress oxydatif et peuvent être une méthode alternative pour le parasite pour recycler les métabolites potentiellement nocifs pour la cellule [55, 57].

Le changement d'aminoacylation de l'ARNt-arginyle est associé au traitement des acides aminés, comme mentionné précédemment (comme l'un des transcrits régulés positivement). Les processus biologiques d'altération, de traduction et d'exportation d'ARNm des nucléosomes sont liés aux étapes post-transcriptionnelles de l'expression génique. Cette concentration de processus biologiques sélectionnés négativement à ce niveau peut indiquer un impact plus important des processus qui contrôlent l'expression des gènes dans le phénotype de résistance, suggérant un éventuel aspect pertinent dans les stades précoces (au niveau génomique) ou ultérieurs (processus post-transcriptionnels) .

Les données rapportées dans la littérature montrent qu'en général, la sensibilité aux médicaments vis-à-vis de BZ ou de NFX est très variable parmi les souches de T. cruzi et dépend du génotype DTU, du stade du parasite et éventuellement de certains antécédents de traits de vie individuels de chaque souche [65, 66]. Nos études précédentes ont montré que les mécanismes impliqués dans la résistance naturelle aux médicaments chez T. cruzi diffèrent de ceux impliqués dans la résistance induite, puisque cette résistance aux médicaments chez T. cruzi est un processus complexe impliquant différents stades parasitaires, diverses voies métaboliques et le système immunitaire du hôte [11,12,13, 34, 40, 41]. L'analyse comparative de l'expression génique différentielle entre les isolats de T. cruzi sensibles et naturels ou cliniquement résistants est difficile à étudier car chaque souche présente sa propre variabilité génétique. Ainsi, il y a très peu d'informations disponibles sur les mécanismes biochimiques qui sous-tendent la résistance aux médicaments dans les isolats de terrain de ce parasite. Les transcrits DE identifiés dans notre étude peuvent être évalués plus en détail en tant que marqueurs moléculaires potentiels du phénotype de résistance aux médicaments dans les isolats de terrain.

Le profil transcriptomique de T. cruzi a révélé un ensemble robuste de gènes provenant de différentes voies métaboliques associées au phénotype résistant à la BZ. Ces transcrits DE peuvent être davantage évalués en tant que cibles moléculaires pour de nouveaux médicaments contre la MC. L'intégration de différentes approches, telles que les technologies "-omiques", la chimioinformatique, la manipulation génétique et le criblage d'inhibiteurs potentiels, est pertinente pour identifier de nouvelles cibles et composés chimiothérapeutiques pour la MC. En tant que stratégie de repositionnement des médicaments, des techniques informatiques pourraient être utilisées pour rechercher des médicaments qui interagissent avec les protéines DE identifiées par notre analyse transcriptomique. De plus, les informations structurelles existantes sur les cibles moléculaires potentielles permettent l'application de stratégies d'amarrage moléculaire et de conception de médicaments basées sur la structure pour de nouveaux médicaments pour le traitement de la MC. Une autre stratégie chimiothérapeutique importante pour le traitement de la MC est l'utilisation d'une combinaison de composés qui inhibent différentes voies métaboliques du parasite associées au phénotype résistant à la BZ identifié dans cette étude.

Dans la présente étude, nous avons effectué une comparaison au niveau du transcriptome des populations de T. cruzi de type sauvage et résistantes au BZ et avons généré un ensemble robuste de transcrits impliqués dans différentes voies métaboliques associées au phénotype résistant au BZ du parasite. En général, nos résultats sont en accord avec le postulat selon lequel les mécanismes de résistance de T. cruzi sont multifactoriels et complexes. De plus, nous avons pu générer un transcriptome de haute qualité et identifier des transcrits connus dans la littérature, tels que APX et Fe-SOD. L'analyse fonctionnelle a aidé à identifier plusieurs processus biologiques importants pour le phénotype de résistance, y compris la défense antioxydante, le transport moléculaire inter et intracellulaire, les changements dans le traitement et la traduction de l'ARN. Ces transcrits DE peuvent être davantage évalués en tant que cibles moléculaires pour de nouveaux médicaments contre la MC. D'autres études fonctionnelles doivent être réalisées pour comprendre le rôle des transcrits hypothétiques de fonctions inconnues dans le phénotype résistant aux médicaments de T. cruzi.

Les ensembles de données soutenant les conclusions de cet article sont inclus dans l'article et ses fichiers supplémentaires. Les séquences générées au cours de la présente étude ont été déposées dans la base de données NCBI sous les numéros d'accès SRA SRR22519198, SRR22519199, SRR22519200, SRR22519201, SRR22519202 et SRR22519203. Numéros d'accès BioSample SAMN32007890, SAMN32007891, SAMN32007892, SAMN32007893, SAMN32007894, SAMN32007895 et BioProject PRJNA907829.

Alcool déshydrogénase

Adénine phosphoribosyltransférase

Ascorbate peroxydase

Processus biologique

Benznidazole

Composant cellulaire

La maladie de Chagas

Base de données des domaines conservés

Comptes par million

Cyclophiline

Différentiellement exprimé

Facteur d'initiation de la traduction eucaryote 5A

Fer superoxyde dismutase

Fichier d'association de gènes

Transporteur ABC glycosomal 3

Format général des fonctionnalités

Ontologie des gènes

Transporteurs d'hexose

Protéine de surface associée à la mucine

Fonction moléculaire

Nifurtimox

Nitroréductase de type I

Analyse des composants principaux

Prostaglandine F synthase

protéine de liaison à l'ARN

Protéines de point chaud de rétrotransposon

Superoxyde dismutase

Tyrosine aminotransférase

OMS. Maladie de Chagas (également connue sous le nom de trypanosomiase américaine). 2023. https://www.who.int/news-room/. Consulté le 9 mars 2023.

Antinori S, Galimberti L, Bianco R, Grande R, Galli M, Corbellino M. La maladie de Chagas en Europe : une revue pour l'interniste dans le monde globalisé. Eur J Stagiaire Méd. 2017;43:6–15.

Article PubMed Google Scholar

Sales Junior PA, Molina I, Fonseca Murta SM, Sánchez-Montalvá A, Salvador F, Corrêa-Oliveira R, et al. Traitement expérimental et clinique de la maladie de Chagas : une revue. Am J Trop Med Hyg. 2017;97:1289–303.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Andrade SG, Magalhães JB, Pontes AL. Évaluation de la chimiothérapie avec du benznidazole et du nifurtimox chez des souris infectées par des souches de Trypanosoma cruzi de différents types. Bull Organe Mondial de la Santé. 1985;63:721–6.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Brener Z, Costa CA, Chiari C. Différences dans la sensibilité des souches de Trypanosoma cruzi aux agents chimiothérapeutiques actifs. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 1976;18:450–5.

CAS PubMed Google Scholar

Filardi LS, Brener Z. Sensibilité et résistance naturelle des souches de Trypanosoma cruzi aux médicaments utilisés cliniquement dans la maladie de Chagas. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1987;81:755–9.

Article CAS PubMed Google Scholar

Hall BS, Wilkinson SR. L'activation du benznidazole par les nitroréductases trypanosomiennes de type i entraîne la formation de glyoxal. Agents antimicrobiens Chemother. 2012 ; 56 : 115–23.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Trochine A, Creek DJ, Faral-Tello P, Barrett MP, Robello C. Biotransformation du benznidazole et cibles multiples chez Trypanosoma cruzi révélées par la métabolomique. PLoS Negl Trop Dis. 2014;8:e2844.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Wilkinson SR, Taylor MC, Horn D, Kelly JM, Cheeseman I. Un mécanisme de résistance croisée au nifurtimox et au benznidazole chez les trypanosomes. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105:5022–7.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Mejía-Jaramillo AM, Fernández GJ, Palacio L, Triana-Chávez O. L'étude de l'expression génique utilisant la PCR en temps réel identifie un gène NTR comme un marqueur majeur de la résistance au benznidazole chez Trypanosoma cruzi. Vecteurs parasites. 2011;4:169.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Nogueira FB, Krieger MA, Nirdé P, Goldenberg S, Romanha AJ, Murta SMF. Expression accrue de l'enzyme superoxyde dismutase-A (TcFeSOD-A) contenant du fer dans la population de Trypanosoma cruzi avec une résistance induite in vitro au benznidazole. Acta Trop. 2006;100:119–32.

Article CAS PubMed Google Scholar

Nogueira FB, Ruiz JC, Robello C, Romanha AJ, Murta SMF. Caractérisation moléculaire de la tryparedoxine peroxydase cytosolique et mitochondriale dans les populations de Trypanosoma cruzi sensibles et résistantes au benznidazole. Parasitol Res. 2009;104:835–44.

Article PubMed Google Scholar

Nogueira FB, Rodrigues JFA, Correa MMS, Ruiz JC, Romanha AJ, Murta SMF. Le niveau d'ascorbate peroxydase est accru dans les populations résistantes au benznidazole de Trypanosoma cruzi et son expression est modulée par le stress généré par le peroxyde d'hydrogène. Mem Inst Oswaldo Cruz. 2012;107:494–502.

Article CAS PubMed Google Scholar

Li Y, Shah-Simpson S, Okrah K, Belew AT, Choi J, Caradonna KL, et al. Remodelage du transcriptome dans Trypanosoma cruzi et des cellules humaines au cours d'une infection intracellulaire. PLOS Pathog. 2016;12:e1005511.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Houston-Ludlam GA, Belew AT, El-Sayed NM. Profilage comparatif du transcriptome de fibroblastes de prépuce humain infectés par les souches Sylvio et Y de Trypanosoma cruzi. PLoS ONE. 2016;11:e0159197.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Cruz-Saavedra L, Muñoz M, Patiño LH, Vallejo GA, Guhl F, Ramírez JD. De légers changements de température provoquent des réponses transcriptomiques rapides chez les trypomastigotes métacycliques de Trypanosoma cruzi. Vecteurs parasites. 2020;13:255.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Belew AT, Junqueira C, Rodrigues-Luiz GF, Valente BM, Oliveira AER, Polidoro RB, et al. Le profilage comparatif du transcriptome de Trypanosoma cruzi virulent et non virulent souligne le rôle des protéines de surface au cours de l'infection. PLOS Pathog. 2017;13:e1006767.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Berná L, Chiribao ML, Greif G, Rodriguez M, Alvarez-Valin F, Robello C. L'analyse transcriptomique révèle les changements métaboliques et le remodelage de surface comme processus clés pour la transition de stade chez Trypanosoma cruzi. Peer J. 2017;5:e3017.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Garcia-Huertas P, Mejia-Jaramillo AM, Gonzalez L, Triana-Chavez O. Le transcriptome et la génomique fonctionnelle révèlent l'implication de l'adénine phosphoribosyltransférase dans la résistance de Trypanosoma cruzi au benznidazole. J Cell Biochem. 2017;118:1936–45.

Article PubMed Google Scholar

Nirdé P, Larroque C, Barnabé C. Epimastigotes résistants aux médicaments de Trypanosoma cruzi et persistance de ce phénotype après différenciation en amastigotes. CR Acad Sci III. 1995;318:1239–44.

Aslett M, Aurrecoechea C, Berriman M, Brestelli J, Brunk BP, Carrington M, et al. TriTrypDB : une ressource génomique fonctionnelle pour les Trypanosomatidae. Nucleic Acids Res. 2010;38:D457–62.

Article CAS PubMed Google Scholar

Berná L, Rodriguez M, Chiribao ML, Parodi-Talice A, Pita S, Rijo G, et al. Expansion d'un génome élargi : séquençage à lecture longue de Trypanosoma cruzi. Génomique microbienne. 2018;4:5.

Article Google Scholar

Schmieder R, Edwards R. Contrôle de la qualité et prétraitement des ensembles de données métagénomiques. Bioinformatique. 2011;27:863–4.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic : un trimmer flexible pour les données de séquence Illumina. Bioinformatique. 2014;30:2114–20.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dobin A, Davis CA, Schlesinger F, Drenkow J, Zaleski C, Jha S, et al. STAR : aligneur RNA-seq universel ultrarapide. Bioinformatique. 2013;29:15–21.

Article CAS PubMed Google Scholar

Anders S, Huber W. Analyse d'expression différentielle pour les données de comptage de séquences. Génome Biol. 2010;11:R106.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chen Y, Lun ATL, Smyth GK. Des lectures aux gènes aux voies : analyse de l'expression différentielle des expériences RNA-Seq utilisant Rsubread et le pipeline de quasi-vraisemblance edgeR. F1000Rés. 2016;5:1438.

PubMed PubMed Central Google Scholar

Robinson MD, McCarthy DJ, Smyth GK. EdgeR : un package Bioconductor pour l'analyse de l'expression différentielle des données d'expression numérique des gènes. Bioinformatique. 2010;26:139–40.

Article CAS PubMed Google Scholar

Klopfenstein DV, Zhang L, Pedersen BS, Ramírez F, Warwick Vesztrocy A, Naldi A, et al. GOATOOLS : une bibliothèque Python pour les analyses d'ontologie génétique. Sci Rep. 2018;8:10872.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Buscaglia CA, Campo VA, Frasch ACC, Di Noia JM. Mucines de surface de Trypanosoma cruzi : diversité du pelage dépendant de l'hôte. Nat Rev Microbiol. 2006;4:229–36.

Article CAS PubMed Google Scholar

Reis-Cunha JL, Rodrigues-Luiz GF, Valdivia HO, Baptista RP, Mendes TAO, de Morais GL, et al. La variation du nombre de copies chromosomiques révèle des niveaux différentiels de plasticité génomique dans des souches distinctes de Trypanosoma cruzi. Génomique BMC. 2015;16:1.

Article CAS Google Scholar

Bartholomeu DC, Cerqueira GC, Leão ACA, daRocha WD, Pais FS, Macedo C, et al. Organisation génomique et profil d'expression de la famille des protéines de surface associées à la mucine (MASP) de l'agent pathogène humain Trypanosoma cruzi. Nucleic Acids Res. 2009;37:3407–17.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Reis-Cunha JL, Valdivia HO, Bartholomeu DC. Variations du nombre de copies génétiques et chromosomiques en tant que mécanisme adaptatif vers un mode de vie parasitaire chez les trypanosomatidés. Curr Génomique. 2018;19:2.

Article Google Scholar

Santi AMM, Murta SMF. Système de défense antioxydant comme cible rationnelle pour la maladie de Chagas et la chimiothérapie de la leishmaniose. Mem Inst Oswaldo Cruz. 2022;117:e210401.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Le Trant N, Meshnick SR, Kitchener K, Eaton JW, Cerami A. Superoxyde dismutase contenant du fer de Crithidia fasciculate. Purification, caractérisation et similitude avec les enzymes de Leishmania et trypanosomes. J Biol Chem. 1983;258:125–30.

Article PubMed Google Scholar

Turrens JF. Stress oxydatif et défenses antioxydantes : une cible pour le traitement des maladies causées par des protozoaires parasites. Mol Aspects Méd. 2004;25:211–20.

Article CAS PubMed Google Scholar

Dufernez F, Yernaux C, Gerbod D, Noël C, Chauvenet M, Wintjens R, et al. La présence de quatre isozymes de superoxyde dismutase contenant du fer chez Trypanosomatidae : Caractérisation, localisation subcellulaire et origine phylogénétique chez Trypanosoma brucei. Radic libre Biol Med. 2006;40:210–25.

Article CAS PubMed Google Scholar

Lloyd RE. Comprendre la diversité fonctionnelle et la spécificité de substrat dans les hèmes peroxydases : que pouvons-nous apprendre de l'ascorbate peroxydase ? Nat Prod Rep. 2003;20:367.

Article Google Scholar

Couto N, Wood J, Barber J. Le rôle de la glutathion réductase et des enzymes apparentées sur le réseau d'homéostasie redox cellulaire. Radic libre Biol Med. 2016;95:27–42.

Article CAS PubMed Google Scholar

Murta SMF, Krieger MA, Monténégro LR, Campos FFM, Probst CM, Ávila AR, et al. La suppression de copies du gène codant pour l'ancienne enzyme jaune (TcOYE), une flavine oxydoréductase NAD(P)H, est associée à la résistance au benznidazole induite in vitro chez Trypanosoma cruzi. Parasitol de Mol Biochem. 2006;146:151–62.

Article CAS PubMed Google Scholar

Andrade HM, Murta SMF, Chapeaurouge A, Perales J, Nirdé P, Romanha AJ. Analyse protéomique de la résistance de Trypanosoma cruzi au benznidazole. J Proteome Res. 2008;7:2357–67.

Article PubMed Google Scholar

Santi AMM, Ribeiro JM, Reis-Cunha JL, Burle-Caldas GA, Santos IFM, Silva PA, et al. La perturbation de multiples copies du gène de la prostaglandine F2alpha synthase affecte la réponse au stress oxydatif et l'infectivité chez Trypanosoma cruzi. PLoS Negl Trop Dis. 2022;16:e0010845.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tang W, Wang C. Doigts de zinc et activités thiol-disulfure oxydoréductase du chaperon DNAJ. Biochimie. 2001;40:14985–94.

Article CAS PubMed Google Scholar

Szöör B. Protéines phosphatases des trypanosomatidés. Parasitol de Mol Biochem. 2010;173:53–63.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Gupta I, Aggarwal S, Singh K, Yadav A, Khan S. Protéines de la voie du protéasome de l'ubiquitine en tant que cibles médicamenteuses potentielles dans le parasite Trypanosoma cruzi. Sci Rep. 2018;8:8399.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Kazemi-Rad E, Mohebali M, Khadem-Erfan MB, Hajjaran H, Hadighi R, Khamesipour A, et al. Surexpression Des Gènes De L'ubiquitine Et De La Perméase Des Acides Aminés En Association Avec La Résistance à L'antimoine Dans Leishmania tropica Field Isolates. Coréen J Parasitol. 2013;51:413–9.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Andrade JM, Gonçalves LO, Liarte DB, Lima DA, Guimarães FG, de Melo RD, et al. Analyse transcriptomique comparative des lignées de Leishmania infantum résistantes et sensibles à l'antimoine. Vecteurs parasites. 2020;13:600.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Igoillo-Esteve M, Mazet M, Deumer G, Wallemacq P, Michels PAM. Transporteurs ABC glycosomaux de Trypanosoma brucei : Caractérisation de leur expression, topologie et spécificité de substrat. Int J Parasitol. 2011;41:429–38.

Article CAS PubMed Google Scholar

Campos MCO, Castro-Pinto DB, Ribeiro GA, Berredo-Pinho MM, Gomes LHF, da Silva Bellieny MS, et al. La pompe d'efflux de glycoprotéine P joue un rôle important dans la résistance aux médicaments de Trypanosoma cruzi. Parasitol Res. 2013;112:2341–51.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Zingales B, Araujo RGA, Moreno M, Franco J, Aguiar PHN, Nunes SL, et al. Un nouveau transporteur de type ABCG de Trypanosoma cruzi est impliqué dans la résistance naturelle au benznidazole. Croix Mem Inst Oswald. 2015;110:433–44.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tetaud E, Bringaud F, Chabas S, Barrett MP, Baltz T. Caractérisation du transport du glucose et clonage d'un gène transporteur d'hexose chez Trypanosoma cruzi. Proc Natl Acad Sci USA. 1994;91:8278–82.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

dos Santos PF, Ruiz JC, Soares RPP, Moreira DS, Rezende AM, Folador EL, et al. Caractérisation moléculaire du gène du transporteur d'hexose dans les populations résistantes et sensibles au benznidazole de Trypanosoma cruzi. Vecteurs parasites. 2012;5:161.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Sobrado VR, Montemartini-Kalisz M, Kalisz HM, de la Fuente MC, Hecht HJ, Nowicki C. Implication des résidus conservés d'asparagine et d'arginine de la région N-terminale dans le mécanisme catalytique du foie de rat et des tyrosine aminotransférases de Trypanosoma cruzi. Protéine Sci. 2003;12:1039–50.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Elias MC, Nardelli SC, Schenkman S. Chromatine et organisation nucléaire chez Trypanosoma cruzi. Futur Microbiol. 2009;4:1065–74.

Article CAS PubMed Google Scholar

Machado-Silva A, Cerqueira PG, Grazielle-Silva V, Gadelha FR, Peloso EF, Teixeira SMR, et al. Comment Trypanosoma cruzi gère le stress oxydatif : défense antioxydante et voies de réparation de l'ADN. Mutat Res Mutat Res. 2016 ;767 : 8–22.

Article CAS Google Scholar

Moreira DS, Duarte AP, Country FSM, Silva-Pereira RA, Romanha AJ, Schenkman S, et al. La surexpression du facteur d'initiation eucaryote 5A (eIF5A) affecte la sensibilité au benznidazole dans les populations de Trypanosoma cruzi. Croix Mem Inst Oswald. 2018;45:1

Google Scholar

Miranda MR, Canepa GE, Bouvier LA, Pereira CA. Trypanosoma cruzi : Le stress oxydatif induit l'expression de l'arginine kinase. Exp Parasitol. 2006;114:341–4.

Article CAS PubMed Google Scholar

Pereira CA, Alonso GD, Ivaldi S, Silber AM, Alves MJM, Torres HN, et al. La surexpression de l'arginine kinase améliore la capacité de survie de Trypanosoma cruzi. FEBS Lett. 2003;554:201–5.

Article CAS PubMed Google Scholar

Crispim M, Damasceno FS, Hernández A, Barisón MJ, Pretto Sauter I, Souza Pavani R, et al. La glutamine synthétase de Trypanosoma cruzi est requise pour sa résistance à l'accumulation d'ammonium et à l'évasion de la vacuole parasitophore pendant l'infection de la cellule hôte. PLoS Negl Trop Dis. 2018;12:e0006170.

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Dumoulin PC, Vollrath J, Tomko SS, Wang JX, Burleigh B. Le métabolisme de la glutamine module la sensibilité à l'azole chez les amastigotes de Trypanosoma cruzi. Elife. 2020;9:e60226.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

González L, García-Huertas P, Triana-Chávez O, García GA, Murta SMF, Mejía-Jaramillo AM. L'aldo-céto réductase et l'alcool déshydrogénase contribuent à la résistance naturelle au benznidazole chez Trypanosoma cruzi : Résistance naturelle au benznidazole chez Trypanosoma cruzi. Mol Microbiol. 2017;106:704–18.

Article PubMed Google Scholar

Rêgo JV, Duarte AP, Liarte DB, de Carvalho SF, Barreto HM, Bua J, et al. Caractérisation moléculaire de la cyclophiline (TcCyP19) dans les populations de Trypanosoma cruzi sensibles et résistantes au benznidazole. Exp Parasitol. 2015;148:73–80.

Article PubMed Google Scholar

Dias L, Peloso EF, Leme AFP, Carnielli CM, Pereira CN, Werneck CC, et al. La tryparédoxine II de Trypanosoma cruzi interagit avec différentes peroxyrédoxines dans des conditions de stress physiologique et oxydatif. Exp Parasitol. 2018 ;184 : 1–10.

Article CAS PubMed Google Scholar

Triquell MF, Diaz-Lujan C, Romanini MC, Ramirez JC, Paglini-Oliva P, Schijman AG, et al. L'oxyde nitrique synthase et le stress oxydatif-nitrosatif jouent un rôle clé dans l'infection placentaire par Trypanosoma cruzi. Suis J Reprod Immunol. 2018;80:e12852.

Article PubMed Google Scholar

Revollo S, Oury B, Vela A, Tibayrenc M, Sereno D. Profil de sensibilité in vitro au benznidazole et au nifurtimox des souches de Trypanosoma cruzi appartenant aux unités de typage discrètes TcI, TcII et TcV. Agents pathogènes. 2019;8:197.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Vela A, Coral-Almeida M, Sereno D, Costales JA, Barnabé C, Brenière SF. Sensibilité in vitro des unités de typage discrètes (DTU) de Trypanosoma cruzi au benznidazole : une revue systématique et une méta-analyse. PLoS Negl Trop Dis. 2021;15:e0009269.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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Cette enquête a reçu le soutien financier des organismes suivants : ProgramaINOVA FIOCRUZ—Fundação Oswaldo Cruz(VPPCB-007-FIO-18-2-94) ; Convention Fiocruz-Institut Pasteur-USP (pas de numéro de bourse) ; Fondation d'appui à la recherche de l'État du Minas Gerais (FAPEMIG—APQ 02816-21 et RED-00104-22), Convention UGA/FAPEMIG (APQ-04382-16 (D)), Conseil national pour le développement scientifique et technologique (CNPq 304158/ 2019-4 ) et Coordination pour l'amélioration du personnel de l'enseignement supérieur - Brésil (CAPES) - Code des finances001. JR et SMFM sont chargés de recherche au CNPq. DAL est supporté par CAPES.

Génomique Fonctionnelle des Parasites, Institut René Rachou (IRR/Fiocruz Minas), Av. Augusto de Lima 1715, Belo Horizonte, MG, CEP 30190-002, Brésil

Davi Alvarenga Lima & Silvane Maria Fonseca Murta

Biosystems Informatics, Genomics and Bioengineering, Institut René Rachou (IRR/Fiocruz Minas), Belo Horizonte, MG, Brésil

Leilane Oliveira Gonçalves, Paul Anderson Souza Guimarães & Jeronimo Conceição Ruiz

Département de biologie, Université de York, York, Royaume-Uni

João Luis Reis-Cunha

Département de biologie, Université fédérale du Piauí, Teresina, PI, Brésil

Daniel Barbosa Liarte

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SMFM, JR et DL ont conçu, conçu et supervisé le projet. DAL et SMFM ont réalisé les expériences. DAL, LG et PG ont réalisé les analyses bioinformatiques. DAL, LG, JC, PG, JR, DL et SMFM ont rédigé le manuscrit et analysé les résultats. Tous les auteurs ont lu et approuvé le manuscrit final.

Correspondance à Silvane Maria Fonseca Murta.

N'est pas applicable.

N'est pas applicable.

Les auteurs déclarent n'avoir aucun intérêt concurrent.

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Caractéristiques des lectures qui restaient après la suppression des données de mauvaise qualité après l'analyse Trimmomatic.

Graphique d'expression des transcrits identifiés par chaque Log2FC respectif trouvé.

Transcriptions enrichies pour la catégorie de processus biologique avec des termes attribués à Gene Ontology.

Transcriptions qui n'ont pas été enrichies pour la catégorie de processus biologique avec des termes attribués par Gene Ontology.

Transcriptions qui n'ont pas été enrichies pour la catégorie de processus biologique sans termes attribués à Gene Ontology.

Transcriptions avec fonction inconnue sans termes attribués par Gene Ontology.

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Réimpressions et autorisations

Lima, DA, Gonçalves, LO, Reis-Cunha, JL et al. Analyse transcriptomique des populations de Trypanosoma cruzi résistantes et sensibles au benznidazole. Vecteurs parasites 16, 167 (2023). https://doi.org/10.1186/s13071-023-05775-4

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Reçu : 08 décembre 2022

Accepté : 16 avril 2023

Publié: 22 mai 2023

DOI : https://doi.org/10.1186/s13071-023-05775-4

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