Análisis epidemiológico, genómico y proteómico de Leishmania infantum en Colombia (2024)
La leishmaniasis es una enfermedad transmitida por vectores (ETV) que engloba diferentes formas clínicas, como la cutánea (LC), mucosa (LM) y visceral (LV). En conjunto, estas parasitosis se consideran enfermedades tropicales desatendidas, asociadas a la pobreza y el olvido. A nivel mundial, las especies del complejo Leishmania donovani son los principales agentes causales de la LV, seguidas en menor medida por las especies del complejo L. enrietti. En regiones como Centro y Sur América, la cuenca del Mediterráneo y el este de África, es la especie L. infantum la más prevalente. A nivel de Sur América, aunque Colombia es uno de los países endémicos para la LV; en el país, poco se estudia sobre la epidemiología de la enfermedad, la biología de L. infantum y los patrones evolutivos de este parásito. Actualmente, la LV presenta diversas problemáticas, entre las que destacan: i) la aparición de casos en nuevas zonas de transmisión, ii) la coinfección con el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y otros agentes infeccioso, iii) la falta de desarrollo de herramientas para identificar posibles eventos de coinfección, y iv) el incremento en la falla terapéutica debido principalmente a la circulación de cepas resistentes a los tratamientos de primera línea como el Estibogluconato de sodio (Sb), la Anfotericina B (AMB) y la Miltefosina (MIL). Ante la gravedad de la enfermedad, la vulnerabilidad de las poblaciones expuestas, la expansión de los focos de transmisión, las lagunas en el conocimiento de la resistencia y la necesidad apremiante de identificar nuevos blancos terapéuticos; ha surgido el interés de estudiar la especie L. infantum a nivel local, generando datos relevantes que puedan ser útiles y extrapolables a nivel regional y mundial. Considerando el contexto anterior, nuestra propuesta de investigación se enfocó en abordar la LV desde cuatro perspectivas clave, utilizando herramientas bioestadísticas, epidemiológicas, moleculares y bioinformáticas: 1) Se realizó un análisis de los datos oficiales y de las publicaciones científicas disponibles para describir las características demográficas de los pacientes, estudiar los cambios en los patrones espaciales y temporales de la distribución de casos de LV en Colombia durante el periodo de 2007 y 2018, especialmente en términos de incidencia; así mismo, se exploró la relación entre la distribución de especies del vector Lutzomyia spp. y la incidencia de casos a nivel nacional. 2) A partir de la innovadora propuesta de utilizar secuenciación basada en amplicones (amplicon-based sequencing) para un fragmento de el gen HSP70, se logró detectar la presencia de eventos de coinfección por diversas especies de Leishmania e incluso Trypanosoma spp. en muestras de vectores, mamíferos silvestres y domésticos, y pacientes con LC, LV; además, se identificó la circulación de especies de Leishmania que no habían sido descritas previamente en algunos departamentos de Colombia. 3) Al comparar el genoma de 4 aislamientos de L. infantum de Colombia contra genomas de esta especie provenientes de diferentes partes del mundo, se consiguió caracterizar la diversidad genética de la especie tanto dentro como entre los grupos (clasificados por ubicación geográfica: América, Europa, África, Asia y Colombia), identificando cuatro poblaciones definidas de la especie y sus distribuciones geográficas; además, se observó una relación filogenética más estrecha entre los genomas de Colombia con los de Europa y el norte de África que con respecto a los genomas de la región; así mismo, se encontraron interesantes diferencias entre las secuencias de nucleótidos de los principales antígenos del parásito usados en el diagnóstico de la LV. Finalmente, 4) Mediante el empleo de proteómica de alta profundidad, se caracterizaron cualitativa y cuantitativamente los cambios proteicos en L. infantum con resistencia inducida al SbIII, los promastigotes de esta línea resistente tuvieron cambios en cinética de su crecimiento, pues aunque los dos grupos (silvestre y resistente) alcanzaron la fase logarítmica, en el último tomo más tiempo; adicionalmente, la línea resistente tuvo una importante producción de proteínas relacionadas con la transcripción y traducción, el metabolismo de lípidos, el metabolismo de carbohidratos, la compensación energética y la biogénesis de peroxisomas; mientras que, se observó un panorama de reducción de las proteínas asociadas al metabolismo del hierro y de metales. La presente tesis destaca la importancia de abordar la leishmaniasis visceral desde diversas perspectivas, empleando una amplia gama de métodos y herramientas centrados en la investigación no solo del parásito, sino también de sus vectores y reservorios, permitiendo una mejor comprensión de la enfermedad a nivel local y global. Por un lado, se ha analizado el impacto de diversos factores sobre la LV a lo largo del tiempo y el espacio en Colombia. Por otro lado, el desarrollo de una estrategia eficaz para la identificación simultánea de diferentes especies de Leishmania y Trypanosoma en un mismo individuo ha expuesto la ocurrencia de eventos de coinfección, relacionando su influencia en la gravedad y el curso de la enfermedad en países endémicos para ambas patologías. Asimismo, el estudio de la diversidad genética de los parásitos autóctonos ha contribuido a comprender mejor el flujo genético y las relaciones filogenéticas de la especie a nivel global, proporcionando una base genética para entender las variaciones en la sensibilidad de ciertos antígenos utilizados en el diagnóstico de la LV. Por último, pero no menos importante, se ha ampliado la comprensión de la resistencia de L. infantum al estibogluconato de sodio, revelando un panorama complejo y multifactorial que incluye eventos no considerados previamente; y aunque, no es posible señalar nuevos blancos terapéuticos con certeza, confiamos en que esta información puede ser crucial para el desarrollo de nuevas propuestas terapéuticas o la mejora de las existentes.