Seqüenciació del genoma del Pediculus humanus

Un equip internacional ha seqüenciat el genoma del poll del cos humà (Pediculus humanus humanus), un paràsit que s’alimenta de la sang de l’hoste i que és vector de patògens que causen malalties, com ara el tifus epidèmic, la febre recurrent i la febre de les trinxeres. El treball, aparegut a la publicació Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), compta amb la participació d’un equip de la UB dirigit pels catedràtics Julio Rozas i Montserrat Aguadé, experts del Grup de Recerca Consolidat de Genètica Molecular Evolutiva i membres de l’Institut de Recerca de la Biodiversitat (IRBio), i també hi han col•laborat els investigadors Filipe G. Vieira, Sara Guirao-Rico i David Álvarez-Ponce.

El P. humanus humanus és un petit insecte sense ales que és paràsit obligat de l’ésser humà. Aquest paràsit, molt relacionat evolutivament amb el poll del cap (P. humanus capitis), està especialitzat en la succió de la sang, viu entre els plecs i les costures de la roba, i desenvolupa tot el seu cicle vital en l’hoste. El paràsit, que manté una estreta relació de dependència amb l’home, prolifera en condicions de pobresa i de falta d’higiene, i és típic en episodis de conflictes bèl•lics, desastres humanitaris, etc. L’equip científic que ha fet públic el genoma seqüenciat d’aquest paràsit a PNAS està liderat a escala internacional per Barry R. Pittendrigh (Universitat d’Illinois) i Ewen F. Kirkness (J. Craig Venter Institute), i pel que fa a la participació espanyola, també compta amb equips del Complex Hospitalari Universitari i de la Universitat de Santiago de Compostel•la.

El genoma més petit seqüenciat fins ara en insectes

El genoma té unes 100 megabases, de manera que, tal com destaca Barry R. Pittendrigh, coordinador de l’equip internacional que ha analitzat la seqüència, «és el genoma més petit que s’ha seqüenciat fins ara en un insecte». Està format per cinc cromosomes metacèntrics i un de telocèntric, i conté un 1 % de transposons o elements mòbils, que és una proporció també inferior a la d’altres insectes. El P. humanus humanus presenta, així mateix, unes estructures (micetomes) que allotgen un bacteri endosimbiont, anomenat Candidatus Riesia pediculicola, amb el qual ha coevolucionat, i que conté gens vitals per a la supervivència del paràsit (en concret, per a la síntesi de l’àcid pantotènic o vitamina B5). Estudiar la relació evolutiva entre el poll i el bacteri endosimbiont és també un dels objectius de l’article del PNAS. Tot apunta que el genoma del poll no té gens d’origen procariota, i a més, la relació d’endosimbiosi entre polls i bacteris —datada en uns 13-23 milions d’anys— és relativament recent. Amb una perspectiva més general, el poll del cos humà, que és un insecte hemimetàbol, amplia el marc de referència conegut per estudiar el genoma dels insectes més complexos, els holometàbols (amb metamorfosi completa, un procés clau per a l’èxit evolutiu dels insectes al planeta).

Una dotació genètica mínima però eficient

L’equip de la UB ha participat en aquest estudi amb una doble contribució científica: d’una banda, caracteritzar els gens més importants de la via de la insulina, i d’altra banda, estudiar els gens relacionats amb el sistema de quimiorecepció de l’insecte, en particular, les famílies multigèniques de les proteïnes d’unió a odorants (OBP) i de les quimiosensorials (CSP). Aquestes dues tasques es van fer mitjançant eines bioinformàtiques. Els resultats indiquen que el poll del cos humà té una dotació mínima de gens, tant de la via de la insulina com per a la captació d’estímuls mediambientals. En aquest darrer cas, només s’han identificat cinc gens per a les OBP i set per a les CSP, un nombre de gens molt inferior al que s’ha observat en altres insectes. «Aquest paràsit té també el nombre més petit d’enzims amb funció antitòxica que s’hagi observat fins ara en un insecte», expliquen els experts John Clark, de la Universitat de Massachusetts a Amherst, i Si Hyeock Lee, de la Universitat Nacional de Seül, que lideren aquesta part de l’estudi. Pel coordinador Pittendrigh, «el fet de tenir una mostra reduïda d’enzims antitòxics fa d’aquest paràsit un model atractiu per estudiar la resistència a insecticides o altres mecanismes de defensa química». En aquesta part del treball, hi han col•laborat el catedràtic d’entomologia May Berenbaum, de la Universitat d’Illinois, i el seu col•laborador Reed Johnson. Per Julio Rozas, l’estudi ha permès comprovar que «la dotació genètica del poll és molt reduïda però sembla funcional: els diversos processos biològics funcionen amb un nombre mínim de gens. En el cas de la via de la insulina, només hi ha una còpia de cada gen important, i això difereix d’altres insectes, on alguns gens tenen més còpies». Així mateix, assenyala: «Aquest és un fenomen global de reducció del patrimoni genètic del poll, la qual cosa s’ajusta al perfil de paràsit específic que ha perdut molts gens no essencials, que està ben adaptat a un ambient molt homogeni, és totalment dependent de l’hoste i té una dieta altament restringida que es completa amb les aportacions dels bacteris endosimbionts».

Conèixer els gens per dissenyar estratègies de control

L’equip científic del Departament de Genètica de la UB té una trajectòria destacada en treballs internacionals de seqüenciació de genomes d’insectes (com el de la mosca Drosophila i el pugó). Pels experts, conèixer el genoma del poll del cos humà és una fita científica que permetrà dissenyar estratègies terapèutiques mitjançant dianes genètiques específiques del paràsit. «Conèixer els gens és important per saber sobre quina diana es pot actuar per evitar la propagació de l’insecte sense afectar l’entorn. El que importa és actuar directament sobre el poll: si coneixem bé els gens que participen en el reconeixement de l’hoste, podrem actuar sobre aquests paràsits. Com que el bacteri endosimbiont té gens que són essencials per a la supervivència del paràsit, aquí tenim una altra potencial diana genètica per lluitar contra els polls», conclou Julio Rozas.

Tota la informació a la web http://www.ub.edu/web/ub/ca/menu_eines/noticies/2010/06/49.html