Grupos de Investigación
Sede San Martín

Laboratorio de Genómica y Bioinformática

Nuestro laboratorio está interesado en el estudio de genomas de patógenos. En particular, tenemos especial interés en el estudio de genomas de trypanosomátidos como Trypanosoma cruzi (causante de la Enfermedad de Chagas) o Trypanosoma brucei (causante de la Enfermedad del Sueño). Los enfoques que utilizamos incluyen técnicas moleculares y computacionales. Los proyectos que estamos llevando a cabo utilizan genómica comparativa y funcional para identificar potenciales blancos para desarollo de nuevas drogas y/o diagnósticos en estos organismos.

Integrantes

Investigador Principal:
Dr. Fernán Agüero
Investigador Adjunto CONICET
Profesor Adjunto UNSAM
Miembros actuales:
Lic. Leonardo Panunzi, Estudiante de Doctorado, Becario ANPCyT
Lic. Raúl Cosentino, Estudiante de Doctorado, Becario CONICET
Lic. María Paula Magariños, Estudiante de Doctorado, Becaria NIH-Fogarty
Santiago Carmona, Estudiante de Licenciatura, Becario UNSAM
Miembros pasados:
María Carolina Dalmasso (Codirección de Beca Postdoctoral)
Lic. Alejandro Ackermann, Estudiante de Doctorado, Becario CONICET
Lic. Mariela Del Giudice, Estudiante de Licenciatura, Becaria UNSAM
Visitantes:
Lic. José Antonio Agüero Fernandez, Centro de Salud Agropecuaria (CENSA), La Habana, Cuba (2008)

Líneas de investigación

Generación de un mapa de variación genética en Trypanosoma cruzi

T. cruzi presenta una estructura poblacional compleja formada por múltiples cepas o clones con características biológicas variables. La variabilidad observada en el tropismo celular, virulencia, manifestaciones clínicas y/o en el comportamiento in vitro del parásito seguramente se encuentre determinada en gran medida en forma genética.

La variación genética presente en T. cruzi ha sido estudiada en forma aislada en un número limitado de loci. Con la secuenciación del genoma completo del clon CL-Brener de T. cruzi se han abierto las puertas al estudio de la variación genética a escala genómica.

La cepa seleccionada para el proyecto genoma de T. cruzi es una cepa híbrida, compuesta por dos haplotipos parentales divergentes. Esto, sumado a la utilización de una estrategia de secuenciación al azar del genoma, permitió obtener una cobertura significativa de la secuencia de ambos haplotipos.

En el laboratorio estamos confeccionando un mapa de variación genética en base al análisis de este genoma híbrido. El mapa está enfocado en este momento en las regiones codificantes, y en particular en variaciones pequeñas llamadas polimorfismos de una base(single nucleotide polymorphisms, SNPs). La información obtenida al momento está disponible en la base de datos TcSNP, que hemos desarrollado en el laboratorio.

A su vez, a través de una colaboración con el Dr. Patricio Diosque, estamos analizando mediante re-secuenciación, la variación genética presente en i) un número de loci seleccionados, en cepas de referencia correspondientes a los 6 linajes evolutivos principales de T. cruzi; y ii) en un número de cepas que se encuentran en circulación en este momento en una zona endémica en estudio en el Norte Argentino.

Priorización computacional de blancos moleculares: TDR Targets.

La disponibilidad de los genomas completos de patógenos de interés sanitario como Trypanosoma cruzi – causante de la Enfermedad de Chagas; Plasmodium falciparum– causante de la Malaria; o Mycobacterium tuberculosis – causante de la Tuberculosis; abrió las puertas a la búsqueda racional de nuevos blancos moleculares para el desarrollo de drogas y/o diagnósticos

En el laboratorio hemos desarrollado una herramienta computacional – TDR Targets, tdrtargets.org – que permite priorizar genes en genomas de distintos patógenos, en base a criterios definidos por el usuario. Para permitir un amplio abanico de criterios, hemos integrado en TDR Targets datos de genómica funcional y comparativa, proteómica, e información estructural, entre otras.

El foco actual del proyecto se centra en la integración de bases de datos de compuestos y de componentes quimioinformáticos en TDR Targets.

Este trabajo est siendo desarrollado por una red internacional de laboratorios, coordinados por la Organización Mundial de la Salud. La base de datos TDR Targets se encuentra alojada en la UNSAM.

Validación experimental de blancos moleculares en trypanosomas.

A partir de la información disponible en TDR Targets, y utilizando distintas estrategias de priorización, estamos identificando nuevos blancos moleculares para estudiar en el laboratorio. El estudio experimental de estos blancos es guiar hacia la validación genética, y/o química de estos blancos y/o vas metabólicas.

Para ello se realizarán ensayos de interferencia de RNA en Trypanosoma brucei, y/o ensayos de inhibición del crecimiento mediante compuestos químicos utilizando parásitos transgénicos, entre otras aproximaciones.

Identificación de nuevos antígenos para diagnóstico de la Enfermedad de Chagas.

La base de datos TDR Targets (ver arriba) est centrada actualmente en la priorización de blancos para desarrollo de drogas. Sin embargo, la misma herramienta puede utilizarse para priorizar otro tipo de blancos moleculares, como blancos para diagnóstico o blancos vacunales.

Para extender las aplicaciones de TDR Targets a estas otras reas, es necesario definir criterios que sean importantes para priorizar blancos en este tipo de aplicaciones. Para definir estos criterios estamos utilizando T. cruzi como modelo, y utilizando datos experimentales disponibles en la literatura sobre blancos conocidos, estamos desarrollando un algoritmo de priorización, que ser validado experimentalmente utilizando microarrays de péptidos ensayados contra sueros provenientes de infectados y controles.

Databases

Publicaciones recientes

  1. 2014. Genetic Profiling of the Isoprenoid and Sterol Biosynthesis Pathway Genes of Trypanosoma cruzi. Cosentino RO, Agüero F. PLoS One. 2014 May 14;9(5):e96762. doi: 10.1371/journal.pone.0096762. eCollection 2014. PMID: 24828104 [PubMed - in process] Free Article
  2. 2014. A Genome-Wide Analysis of Genetic Diversity in Trypanosoma cruzi Intergenic Regions. Panunzi LG, Agüero F. PLoS Negl Trop Dis. 2014 May 1;8(5):e2839. doi: 10.1371/journal.pntd.0002839. eCollection 2014 May. PMID: 24784238 [PubMed - in process] Free Article
  3. 2014. Characterization of Toxoplasma gondii subtelomeric-like regions: identification of a long-range compositional bias that is also associated with gene-poor regions. Dalmasso MC, Carmona SJ, Angel SO, Agüero F. BMC Genomics. 2014 Jan 13;15:21. doi: 10.1186/1471-2164-15-21. PMID: 24417889 [PubMed - in process] Free Article
  4. 2013. Genome-wide analysis of 3'-untranslated regions supports the existence of post-transcriptional regulons controlling gene expression in trypanosomes. De Gaudenzi JG, Carmona SJ, Agüero F, Frasch AC. PeerJ. 2013 Jul 30;1:e118. doi: 10.7717/peerj.118. Print 2013. PMID: 23904995 [PubMed] Free Article
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  6. 2012. María P Magariños, Santiago J Carmona, Gregory J Crowther, Stuart A Ralph, David S Roos, Dhanasekaran Shanmugam, Wesley C Van Voorhis, Fernán Agüero. Nucleic Acids Research 40(Database issue): D1118-27. DOI: 10.1093/nar/gkr1053
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  7. 2012. Ackermann AA, Panunzi LG, Cosentino RO, Sánchez DO, Agüero F. A genomic scale map of genetic diversity in Trypanosoma cruzi.
    BMC Genomics 13: 736. doi: 10.1186/1471-2164-13-736. (2012)
  8. 2012. Cosentino RO, Agüero F (2012) A Simple Strain Typing Assay for Trypanosoma cruzi: Discrimination of Major Evolutionary Lineages from a Single Amplification Product. PLoS Negl Trop Dis 6(7): e1777. http://dx.plos.org/10.1371/journal.pntd.0001777
  9. 2012. Shanmugam D, Ralph SA, Carmona SJ, Crowther GJ, Roos DS and Agüero F. Integrating and mining helminth genomes to discover and prioritize novel therapeutic targets. In "Parasitic Helminths. Targets, Screens, Drugs and Vaccines'', Volume 3 of the Wiley Book Series "Drug Discovery in Infectious Diseases''. Editor: Conor R. Caffrey. Wiley-Blackwell, Weinheim, Germany. Chapter 3: pags 43--59. (ISBN 978-3-527-33059-1)
  10. 2011. Molecular diversity of the Trypanosoma cruzi TcSMUG family of mucin genes and proteins.
    Urban I, Santurio LB, Chidichimo A, Mucci J, Agüero F, and Buscaglia CA.
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  11. 2010. TcTASV: A novel protein family in Trypanosoma cruzi identified from a subtractive trypomastigote cDNA library.
    García EA, Ziliani M, Agüero F, Bernabó G, Sánchez DO and Tekiel V.
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  12. 2010. Identification of attractive drug targets in neglected-disease pathogens using an in silico approach.
    Crowther GJ, Shanmugam D, Carmona S, Doyle MA, Hertz-Fowler C, Berriman B, Nwaka S, Ralph SA, Roos DS, Van Voorhis WC and Agüero F.
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  13. 2009. TcSNP: a database of genetic variation in Trypanosoma cruzi.
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  14. 2009. Genomic analysis of Campylobacter fetus subspecies: identification of candidate virulence determinants and diagnostic assay targets.
    Paula Moolhuijzen, Ala Lew-Tabor, Bartosz Wlodek, Fernán Agüero, Diego Comerci, Rodolfo Ugalde, Daniel Sanchez, Rudi Appels and Matthew Bellgard.
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  15. 2008. Genomic-scale prioritization of drug targets: the TDR Targets database.
    Fernán Agüero, Bissan Al-Lazikani, Martin Aslett, Matt Berriman, Fred Buckner, Robert Campbell, Santiago Carmona, Ian Carruthers, Edith Chan, Feng Chen, Greg Crowther, Maria Doyle, Christiane Hertz-Fowler, Andrew Hopkins, Greg McAllister, Solomon Nwaka, John Overington, Arnab Pain, Gaia Paolini, Ursula Pieper, Stuart Ralph, Aaron Riechers, David Roos, Andrej Sali, Dhanasekaran Shanmugam, Takashi Suzuki, Wes Van Voorhis and Christophe Verlinde
    Nature Reviews Drug Discovery 7: 900-907.
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  16. 2007. Galectin-8 induces apoptosis in the CD4(high)CD8(high) thymocyte subpopulation.
    María Virginia Tribulatti, Juan Mucci, Valentina Cattáneo, Fernán Agüero, Tim Gilmartin, Steven Head and Oscar Campetella.
    Glycobiology 17: 1404-1412
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  17. 2007. The Calcineurin A homologue from Trypanosoma cruzi lacks two important regulatory domains.
    Valeria Ruiz Moreno, Fernán Agüero, Valeria Tekiel and Daniel Sánchez.
    Acta Tropica 101: 80-89
    DOI 10.1016/j.actatropica.2006.11.008
  18. 2007. Two metallocarboxypeptidases of the protozoan Trypanosoma cruzi belong to the M32 family, found so far only in prokaryotes.
    Gabriela Niemirowicz, Fernán Agüero, Fabiola Parussini and Juan José Cazzulo.
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    DOI 10.1042/BJ20060973
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    Fernán Agüero, Wenlong Zheng, D. Brent Weatherly, Pablo Mendes and Jessica Kissinger.
    Nucleic Acids Research 34: D428.
    DOI 10.1093/nar/gkj108
  20. 2006. Metacaspases of Trypanosoma cruzi: Possible candidates for programmed cell death mediators.
    Gregor Kosec, Vanina Alvarez, Fernán Agüero, Daniel Sánchez, Marko Dolinar, Boris Turk, Vito Turk and Juan J. Cazzulo
    Molecular and Biochemical Parasitology 145: 18.
    DOI 10.1016/j.molbiopara.2005.09.001

Colaboradores

  • Universidad de San Martín: Dr. Dr. Daniel Sanchez, Dr. Diego Comerci, Dr. Rodolfo Ugalde, Dr. Oscar Campetella, Dr. JJ Cazzulo, Dr. Carlos Buscaglia, Dra. Valeria Tekiel, Dr. Sergio Angel.
  • University of Pennsylvania, USA : Dr. David S. Roos
  • University of Washington, USA : Dr. Wes Van Woorhis, Dr. Greg Crowther
  • Welcome Trust Sanger Institute, UK: Dr. Matt Berriman, Dr. Christiane Hertz-Fowler
  • University of Melbourne: Dr. Ralph Stuart, Dr. Maria Doyle
  • European Bioinformatics Institute, UK: Dr. John Overington, Dr. Bissan Al-Lazikani
  • Universidad de Salta, Argentina: Dr. Patricio Diosque
  • Servicio de Chagas, Hospital de Niños Ricardo Gutierrez, Ciudad Autonoma de Buenos Aires: Dr. Jaime Altcheh
  • National Chemical Laboratory, Council of Scientific and Industrial Research, India: Dr. Dhanasekaran Shanmugam

Subsidios Activos

  • PICTO-Glaxo-0067
    Titulo: Identificación y reposicionamiento de compuestos bioactivos para el tratamiento de la Enfermedad de Chagas y la Enfermedad del Sueño. Periodo: 2014--2017
  • PICT-2013-1193
    Titulo: Estudio de la diversidad genética de Trypanosoma cruzi y desarrollo de herramientas moleculares para el diagnóstico de la Enfermedad de Chagas. Periodo: 2014-2017
  • Proyecto de Investigación en Ciencia y Tecnología (PICT-2010-1479) de la Agencia Nacional de Promoción Cientfica y Tecnológica (ANPCyT, Argentina).
    Titulo: "Identificación computacional y validación experimental de blancos para desarrollo de drogas en Trypanosomas" (2011-2014)

Subsidios Finalizados

  • Proyecto de Investigación en Biotecnología PROG07F/1, Universidad de San Martín.
    Titulo: Identificación de nuevos antígenos para diagnóstico de la Enfermedad de Chagas (2008-2010)
  • Career Development Grant A70313 from the UNICEF/UNDP/WORLD BANK/World Health Organization Special Programme for Research and Training in Tropical Diseases (TDR)
    Titulo: Experimental validation of molecular targets for drug development in trypanosomes (2008-2010)
  • Collaborative Grant A50830 from the UNICEF/UNDP/WORLD BANK/World Health Organization Special Programme for Research and Training in Tropical Diseases (TDR)
    Titulo: Establishing a portfolio of potential drug targets for human parasitic diseases (2006-2010)
  • Proyecto de Investigacin en Ciencia y Tecnologa (PICT 38209) de la Agencia Nacional de Promocin Cientfica y Tecnolgica (ANPCyT, Argentina).
    Titulo: Identificación a escala genómica de polimorfismos en Trypanosoma cruzi. (2007-2010)