Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10362/56800
Título: Resistência a antimaláricos em Plasmodium falciparum: envolvimento dos genes pfcrt e pfmdr1
Autor: FERREIRA, Dinora
Orientador: ROSÁRIO, Virgílio
Palavras-chave: Biologia molecular
Biologia celular
Parasitologia
Plasmodium falciparum
Malária
Antimaláricos
Data de Defesa: 2004
Editora: Instituto de Higiene e Medicina Tropical
Resumo: A malária causada por Plasmodium falciparum é, em conjunto com a tuberculose e o HIV/SIDA, a maior causa de mortalidade mundial entre as doenças infecciosas e parasitárias. Considera-se que um diagnóstico atempado e um tratamento correcto são os elementos básicos para um programa de controlo da malária bem sucedido. No entanto, nas últimas décadas, o controlo e tratamento têm sido bastante dificultados pelo aparecimento e disseminação da resistência parasitária aos antimaláricos mais utilizados, nomeadamente à cloroquina Os mecanismos que conferem ao parasita a capacidade de resistir à maioria dos antimaláricos disponíveis, principalmente da classe das quinoleínas, não se encontram completamente elucidados. Consequentemente, o objectivo principal deste trabalho era o de avaliar o envolvimento dos genes pfcrt e pfmdr1 na resistência a esta classe de antimaláricos. Assim, recorrendo a culturas in vitro e micro-testes de susceptibilidade, foram primariamente caracterizados os perfis fenotipicos em isolados de P. falciparum colectados na RD de STP, R de Angola, Tailândia e Brasil, relativamente à sua fármaco - susceptibilidade a quatro antimaláricos da classe das quinoleínas: cloroquina, mefloquina, quinino e amodiaquina. Em paralelo, através da técnica de PCR-RFLP, determinou-se o genótipo de cada uma das amostras relativamente aos polimorfismos pfcrt K76T e pfmdr1 N86Y, N1042D e N1246Y. Os dados fenotipicos e genotipicos foram subsequentemente integrados e analisados estatisticamente, no intuito de detectar associações significativas entre um determinado marcador e a resposta do parasita a cada fármaco. Foram também avaliados os níveis de expressão basal destes dois genes em parasitas com diferentes susceptibilidades à cloroquina e à mefloquina, bem como a possibilidade de esta expressão poder ser induzida pelos referidos fármacos. Por último foram efectuados estudos de expressão heteróloga destes genes de Plasmodium em Saccharomyces cerevisiae de forma a avaliar o seu envolvimento no fenótipo de resistência a estes antimaláricos. Os resultados deste estudo demonstram a gravidade deste problema de resistência a antimaláricos, evidenciado pelas elevadas prevalências de resistência relativas a cada um dos fármacos em estudo, tendo sido também observado, que em algumas destas áreas endémicas, o fenótipo de multi-resistência se encontra completamente instalado, abrangendo os principais antimaláricos actualmente disponíveis. Relativamente aos genótipos estes resultados demonstram que o gene pfcrt apresenta um envolvimento importante na resistência à cloroquina, quer pelo polimorfismo K76T, em especial na Tailândia, quer pelo seu aumento de expressão basal verificado em parasitas resistentes. Por outro lado, a mefloquina parece induzir o aumento de expressão deste gene, indiciando um possível envolvimento do mesmo no fenótipo de resistência a esta quinoleína. O polimorfismo N86 do gene pfmdr1 demonstrou uma associação com a resistência do parasita à mefloquina na Tailândia e quando é estudada a totalidade da amostra, tendo também sido encontrada uma associação entre este polimorfismo e o fenótipo de resistência ao quinino nos isolados provenientes do continente Africano e Sudeste Asiático. Os resultados dos estudos de expressão heteróloga demonstraram alguma inconclusividade, tendo no entanto permitido a obtenção de conhecimentos importantes para estudos que possam ser realizados no futuro. Ficando assim evidente que os referidos fenótipos não são determinados exclusivamente pelos genes em estudo, dependendo provavelmente de factores adicionais, hipoteticamente outros polimorfismos e/ou acção de genes ainda não identificados.
Of all infectious diseases, Plasmodium falciparum malaria is one of the major causes of morbidity and mortality worldwide, along with TB and HIV/AIDS. It is generally accepted that timely diagnosis and adequate treatment are the key elements for a well succeeded malaria control programme. However, over the past decades, the success of malaria control programmes based on drug treatment has been seriously hampered by the emergence and spread of parasites resistance to the most widely used antimalarials, such as chloroquine. The mechanisms by which drug-resistant malaria parasites are able to by-pass the lethal effect of most drugs, especially of quinolines, have not been fully elucidated. Consequently, the main aim of this study was to evaluate the involvement of the pfmdr1 and pfcrt genes in resistance to quinoline-containing drugs. As such, making use of in vitro drug susceptibility micro-tests, the phenotypic profiles of several P. falciparum isolates collected in the RD of STP, R Angola, Thailand and Brazil, were determined in relation to their responses to four quinoline drugs: chloroquine, mefloquine, quinine e amodiaquine. In parallel to this, the genotype of each sample was determined, relative to the polymorphisms pfcrt K76T, pfmdr1 N86Y, N1042D and N1246Y. Subsequently, phenotypic and genotypic data were combined in order to search for significant associations between each genetic marker and the parasite´s response to a given drug. In addition, the basal expression levels of these genes were compared between parasites with different susceptibilities to the drugs chloroquine and mefloquine, and the possibility that this expression could be induced by drug challenge, was studied. Lastly, the pfcrt and pfmdr1 genes were expressed in the heterologous model system of Saccharomyces cerevisiae, as an additional tool to investigate their potential involvement in resistance to the drugs under study. The results of this study demonstrated that antimalarial drug resistance of was a well established feature in natural parasite populations, as reflected by high prevalences of P. falciparum isolates resistant to individual drugs in all geographical areas studied. In addition, in some places, multi-drug resistance was also a common event, affecting most of the presently available compounds. The genetic and molecular analysis of P. falciparum field-collected isolates and laboratory-adapted strains, revealed that the pfcrt gene plays a major role in chloroquine resistance through its K76T polymorphism (especially in Thailand) and/or by the increase in gene expression observed in resistant parasites. On the other hand, mefloquine appeared to induce an increase in the expression of this gene in cultured parasites, possibly indicating that higher levels of pfcrt transcripts may increase the parasite’s tolerance to this quinoline-containing compound. Overall, the allele 86N of the pfmdr1 gene, demonstrated to be statistically associated with mefloquine resistance in all areas studied, and in addition, an association was also verified to occur between this genotype and quinine resistance in isolates from Africa and South-east Asia. The results regarding heterologous expression of the pfcrt and pfmdr1 genes in S. cerevisiae were limiting in their interpretation, but nevertheless, contributed to the gathering of important information that may be used in future studies. In conclusion, the observations arising from this work demonstrated that antimalarial resistance of P. falciparum to quinoline drugs is widespread, and that the pfcrt and pfmdr1 genes appear to play an important, but not exclusive role, in the modulation of these phenotypes.
URI: http://hdl.handle.net/10362/56800
Designação: Dissertação para obtenção do grau de Doutor No ramo das ciências biomédicas Especialidade Biologia Celular e Molecular
Aparece nas colecções:IHMT: MM - Teses de Doutoramento

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