Defenderán tesis sobre Reconstrucción de la Red Metabólica de Trypanosoma cruzi
El miércoles 14 de enero será la defensa de la tesis doctoral de Carlos Enrique Sanz Rodríguez, titulada “Reconstrucción de la Red Metabólica de Trypanosoma cruzi”, realizada bajo la co-tutoría académica de los profesores José Bubis (USB) y Juan Luis Cabrera (Ivic), informó la Coordinación de Postgrado en Ciencias Biológicas.
El jurado está integrado por los co-tutores los profesores Bubis y Cabrera, junto con los profesores José Luis Ramírez (UCV-Idea), Julio Urbina (Ivic-Ucsf) y Mary Isabel Gonzatti (USB), como miembros principales, y los profesores Rafael Rangel-Aldao (USB-Empresas Polar) y Gustavo Benaim (UCV-Idea), como miembros suplentes.
La defensa será a la 1:30 de la tarde en la Sala de Videoconferencias, piso 1 del edificio de Comunicaciones de la USB.
RESUMEN
El advenimiento de nuevas tecnologías de estudio masivo y de alta resolución como la genómica, transcriptómica y la proteómica, entre otras, junto con el aumento en la capacidad y velocidad de cálculo científico, han permitido el acceso a una nueva forma de estudiar e investigar en la biología, la cual se ha denominado biología de sistemas. Una de las herramientas más usadas en esta nueva disciplina es la descripción de los sistemas biológicos como redes. En el presente trabajo se realizó una reconstrucción a escala de genoma de la red metabólica de Trypanosoma cruzi, el agente causal de la enfermedad de Chagas, en cada uno de los 4 estadios de su ciclo de vida. La reconstrucción involucró 549 genes, de 43 rutas metabólicas, en 7 compartimientos, agrupando un total de 687 metabolitos que interactuaban a través de 709 reacciones. Para ello, se utilizaron los datos disponibles en diversas bases de datos y en la literatura. De esta plataforma central de datos se extrajeron 4 modelos, uno para cada estadio. Para la construcción del modelo se identificaron funciones de 20 nuevos genes con funciones en 5 rutas metabólicas. Se realizaron análisis de balances y variabilidad de flujos en las redes de los amastigotes y los epimastigotes con el fin de validar los modelos para ambos estadios, obteniéndose resultados cercanos a los encontrados experimentalmente. Mediante predicción de reacciones esenciales, se lograron resultados consistentes con los comportamientos observados para ciertas drogas y sus desempeños en los diferentes estadios. Como complemento del análisis de la red, se hizo un estudio topológico en donde el metabolismo de los aminoácidos y las rutas vinculadas con el balance redox mostraron tener una posición central en todos los estadios, destacándose las reacciones del catabolismo del L-glutamato. El análisis de ‘Choke Points’ (cuellos de botella) en el estadio amastigote predijo con un 76,19 % de fidelidad cuáles son blancos de drogas propuestos para T. cruzi.Adicionalmente, tanto los análisis topológicos como los ofrecidos por métodos basados en restricciones sobre la red, propusieron a las enzimas L-alanina transminasa, L-aspartato transaminasa y la γ-glutamil cisteína, como potenciales blancos de drogas novedosos contra el parásito. Finalmente, un estudio de estructuras de comunidades sobre la red metabólica del parásito reveló que durante su ciclo de vida, la red reorganiza sus comunidades dependiendo de la fuente de carbono disponible. Esta reorganización implicó la división de los procesos requeridos para dicho catabolismo de fuentes de carbonos en comunidades separadas, con funciones bien definidas, planteándose la hipótesis de que este pudiera ser un mecanismo que promueva la optimización de funciones específicas en la red metabólica. En conclusión, este trabajo ofrece un modelo computacional plausible para el estudio y experimentación in silico del metabolismo de T. cruzi.
