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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Ricardo Andrade Zampieri
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Winter, Lucile Maria Floeter (Presidente)
Coelho, Adriano Cappellazzo
Lindoso, José Angelo Lauletta
Tolezano, José Eduardo
Título em português
Discriminação de organismos do gênero Leishmania por análises de perfis de dissociação em alta resolução (HRM - High Resolution Melting)
Palavras-chave em português
Diagnóstico
DNA
Doenças negligenciadas
Reação em cadeia por polimerase
Resumo em português
Leishmanioses são doenças classificadas pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como negligenciadas, o que as caracterizam como aquelas que prevalecem em condições de pobreza e representam significativo entrave ao desenvolvimento por contribuírem para desigualdade. Cerca de 350 milhões de pessoas vivem sob o risco de infecção em 98 países da África, Eurásia e Américas. Acometem o homem e outros animais sob um espectro clínico amplo, que varia de discretas lesões, de cura espontânea, a quadros de comprometimento sistêmico, potencialmente fatais. A manutenção do ciclo de transmissão está inserida em um sistema biológico complexo, com a participação de mais de 20 espécies de Leishmania e uma grande variedade de reservatórios e vetores, e o diagnóstico está entre as estratégias empregadas para o controle dessas doenças. A precisa identificação das espécies envolvidas no ciclo de transmissão permite a geração de dados importantes para mapeamentos ecoepidemiológicos e para o delineamento de estratégias terapêuticas e de controle. O material genético do parasita como alvo de detecção e identificação desses organismos é descrito na literatura científica em trabalhos que abordam diversas estratégias metodológicas. Entre as técnicas mais recentes estão as análises de dissociação em alta resolução (HRM- High Resolution Melting), descrita como uma estratégia eficiente para a discriminação de polimorfismos em fragmentos específicos de DNA gerados por PCR (Polymerase Chain Reaction). O presente trabalho teve como principal objetivo padronizar um protocolo de detecção e identificação de Leishmania capaz de discriminar o maior número possível de espécies com base em polimorfismos do gene hsp70, utilizando HRM como ferramenta metodológica. Sequências nucleotídicas de hsp70 disponíveis em banco de dados e obtidas no laboratório foram analisadas in silico e regiões polimórficas foram delimitadas. Das regiões delimitadas, três foram escolhidas por conterem polimorfismos que geraram fragmentos cujas temperaturas de dissociação simuladas são distintas entre espécies ou grupo de espécies. A exploração de perfis de dissociação dos três amplicons de hsp70 obtidos por PCR em tempo real revelou diferenças que permitiram a discriminação das espécies de Leishmania responsáveis por doenças nas Américas, África e Eurásia. Os testes foram padronizados com a utilização de DNA de cepas-referência de Leishmania e então aplicados a amostras de DNA obtidas de amostras clínicas, de campo ou experimentais, como isolados, biópsias humanas frescas ou fixadas, flebotomíneos e cães naturalmente infectados e camundongos experimentalmente infectados. Os resultados obtidos por HRM foram comparados aos obtidos previamente por outras metodologias como PCR convencional, RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) ou sequenciamento, com confirmação da identidade do parasita nas amostras testadas. O protocolo descrito é relativamente barato, tecnicamente simples, passível de automatização, podendo ser uma alternativa para a detecção e identificação de Leishmania em amostras, em estudos diagnósticos e ecoepidemiológicos.
Título em inglês
Discrimination of organisms from the Leishmania genus by High Resolution Melting analysis (HRM)
Palavras-chave em inglês
Diagnosis
DNA
Neglected diseases
Polymerase chain reaction
Resumo em inglês
According to the World Health Organization (WHO), the leishmaniases are classified as neglected diseases, since they are related to poverty and contribute to inequality. Approximately 350 million people are at risk of infection in 98 countries in Africa, Eurasia and Americas. They affect humans and other animals that, depending on the species, causes a wide spectrum of clinical manifestations, that range from discrete lesions of spontaneous healing to potentially fatal systemic disease. The maintenance of the transmission cycle is part of a complex biological system, in which there is the participation of more than 20 species of Leishmania and a large variety of reservoirs and vectors. Diagnosis is important for early control of the disease. A precise identification of the species involved in the transmission cycle allows the generation of important data for eco-epidemiological mapping and for therapeutic measures and control strategies. Several genes have been used as diagnostic targets and several molecular strategies have been used in diagnosis. High resolution melting (HRM) analysis is among the most recent techniques and it is described as an efficient strategy for discriminating polymorphisms in specific DNA fragments generated by PCR (Polymerase Chain Reaction). The main objective of this work was to standardize a protocol for detection and identification of Leishmania spp, capable of discriminating the largest possible number of species based on hsp70 gene polymorphisms through HRM methodological tool. Available nucleotide sequences of hsp70 in databases as well as the ones obtained in the laboratory were analyzed in silico and polymorphic regions were delimited. Three regions were chosen since they contained polymorphisms that generated distinct simulated dissociation temperatures among species or group of species. The analysis of dissociation profiles of the three amplicons of hsp70 obtained by real-time PCR revealed differences that allowed the discrimination of Leishmania species responsible for diseases in the Americas, Africa and Eurasia. The tests were standardized using DNA from Leishmania reference strains and then applied to DNA samples obtained from clinical or from field samples, such as isolates, fresh or fixed human biopsies, phlebotomines and dogs naturally infected, and experimentally infected mice. The results obtained by HRM were compared to those obtained previously by other methodologies such as conventional PCR, RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) or sequencing, confirming the parasite identity in the samples tested. The described protocol is relatively inexpensive, technically simple, potentially automated, and may be an alternative for the detection and identification of Leishmania in biological samples, in diagnostic and eco-epidemiological studies.
 
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Data de Publicação
2019-08-06
 
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