Differential Modulation of Mouse Heart Gene Expression by Infection With Two Trypanosoma cruzi Strains: a transcriptome analysis
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Modulação diferencial da expressão gênica no coração de camundongos por infecção com duas cepas de Trypanosoma cruzi: uma análise do transcriptoma
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Resumo
O agente causador da doença de Chagas, Trypanosoma cruzi , apresenta alta diversidade genética, e suas populações variam consideravelmente em diferentes regiões geográficas. Os hospedeiros mamíferos do T. cruzi , incluindo humanos, também apresentam alta variação genética, o que dificulta a previsão do desfecho da doença. Consequentemente, essa variabilidade deve ser considerada em estudos que visam determinar o efeito do poliparasitismo em ensaios clínicos, estudos de vacinas, diagnóstico ou pesquisa básica. Portanto, há uma crescente necessidade de se considerar a interação entre o patógeno e o sistema imunológico do hospedeiro em infecções mistas. No presente trabalho, apresentamos uma análise detalhada da expressão gênica em corações de camundongos BALB/c infectados com Col1.7G2 ou JG isoladamente, ou com uma mistura de ambas as cepas. A cepa Col1.7G2 induziu uma resposta inflamatória Th1 mais intensa, enquanto a cepa JG produziu uma ativação mais fraca de genes de resposta imune. Além disso, os camundongos infectados com JG apresentaram uma redução significativa na expressão de genes responsáveis pela fosforilação oxidativa mitocondrial e síntese proteica. Curiosamente, o grupo infectado com a mistura apresentou alterações na expressão gênica causadas por ambas as cepas. No geral, fornecemos novas informações sobre a interação hospedeiro-patógeno no contexto de infecção única e dupla, mostrando as diferenças notáveis na modulação da expressão gênica do hospedeiro pelas duas cepas de T. cruzi .
Abstract
The causative agent of Chagas disease, Trypanosoma cruzi, retains high genetic diversity, and its populations vary greatly in different geographic locations. T. cruzi mammalian hosts, including humans, also have high genetic variation, making it difficult to predict the disease outcome. Accordingly, this variability must be taken into account in studies aiming to determine the effect of polyparasitism on drug trials, vaccine studies, diagnosis or basic research. Therefore, there is a growing need to consider the interaction between the pathogen and the host immune system in mixed infections. In the present work, we show an in-depth analysis of gene expression in hearts from BALB/c mice infected with either Col1.7G2 or JG alone or a mixture of both strains. Col1.7G2 induced a higher Th1 inflammatory response, while JG produced a weaker activation of immune response genes. Furthermore, JG-infected mice showed a notable reduction in the expression of genes responsible for mitochondrial oxidative phosphorylation and protein synthesis. Interestingly, the mixture-infected group displayed changes in gene expression caused by both strains. Overall, we provided new insights into the host-pathogen interaction in the context of single and dual infection by showing the remarkable differences in the modulation of host gene expression by the two T. cruzi strains.
Assunto
Trypanosoma cruzi, Doença de chagas, Expressão Gênica, Sistema Imunitário
Palavras-chave
Trypanosoma cruzi, Host-parasite interaction, Heart transcriptome, Immune system, Differential gene expression
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https://www.frontiersin.org/journals/genetics/articles/10.3389/fgene.2020.01031/full