¿Por qué la artemisinina no mata a Babesia como Plasmodium?|Parásitos y vectores |Texto completo

Parásitos y vectores volumen 16, número de artículo: 193 (2023) Citar este artículo

Babesia spp.son apicomplejos intraeritrocíticos que digieren y utilizan los glóbulos rojos de manera similar a los Plasmodium spp. intraeritrocíticos, pero a diferencia de estos últimos, no son sensibles a la artemisinina.Una comparación de los genomas de Babesia y Plasmodium reveló que los genomas de Babesia, que son más pequeños que los de Plasmodium, carecen de numerosos genes, y especialmente genes relacionados con la síntesis de hemo, que se encuentran en este último.El análisis de secuenciación unicelular mostró que los diferentes grupos de tratamiento de Babesia microti con genes expresados relacionados con la vía de las pentosas fosfato, relacionados con la replicación del ADN, relacionados con la antioxidante, relacionados con la glucólisis y relacionados con el glutatión no eran tan sensibles al arteméter como Plasmodium yoelii 17XNL .En particular, los genes relacionados con la vía de las pentosas fosfato, relacionados con la replicación del ADN y relacionados con el glutatión, que se expresaron activamente en P. yoelii 17XNL, no se expresaron activamente en B. microti.El suministro de hierro in vivo puede promover la reproducción de B. microti.Estos resultados sugieren que Babesia spp.carecen de un mecanismo similar al de los parásitos de la malaria a través del cual se utiliza el hemo o el hierro de la hemoglobina, y que esto probablemente conduce a su insensibilidad a la artemisinina. Formulación de inyección de tartrato de tilosina

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La enfermedad hemolítica babesiosis es causada por especies del género parásito protozoario Babesia.Se han identificado más de 100 especies de Babesia, de las cuales se ha demostrado que algunas son patógenas para los humanos [1].También se han identificado más de 100 especies de Plasmodium, de las cuales cinco causan malaria en humanos.Tanto Babesia como Plasmodium son protozoos intraeritrocíticos y se asocian con signos clínicos comunes como anemia hemolítica, fiebre, choloplania, hemoglobinuria y agrandamiento del bazo [2].Los ciclos de vida de estos géneros involucran dos huéspedes: un vertebrado y un artrópodo.Durante la ingesta de sangre, estos últimos pueden transmitir esporozoitos al huésped vertebrado, en el que pueden infectar los eritrocitos.Sin embargo, los parásitos de la malaria primero invaden las células del hígado y luego infectan los glóbulos rojos, en los que se reproducen asexualmente.Después de estas etapas, tanto Babesia como Plasmodium se diferencian en gametocitos masculinos y femeninos.Estos son ingeridos por el artrópodo huésped, en el que los gametos se unen y pasan por un ciclo esporogónico que da como resultado la producción de esporozoítos.Un nuevo ciclo comienza cuando el artrópodo huésped muerde a un nuevo huésped vertebrado.Estos dos géneros de parásitos protozoarios intraeritrocíticos tienen un ciclo de vida, morfología y patogenicidad tan similares, y comparten vectores vertebrados y artrópodos tan similares, que a menudo se confunden, aunque existen diferencias en su multiplicación, salida y las funciones de sus vacuolas parasitóforas. ].

Curiosamente, aunque la artemisinina y sus derivados (ART) matan eficazmente a los parásitos de la malaria, sólo inhiben ligeramente el crecimiento de las especies de Babesia [4,5,6].Aunque tanto Babesia como Plasmodium digieren la hemoglobina por sus aminoácidos, sólo Plasmodium spp.producir hemozoína en este proceso metabólico.Anteriormente, la hemozoína se consideraba ampliamente un subproducto metabólico insoluble de la digestión de la hemoglobina durante la infección de los glóbulos rojos por parásitos, que carecían de una función biológica.Sin embargo, cada vez hay más pruebas de que la hemozoína desempeña un papel crucial en la desintoxicación del hemo libre y en el almacenamiento y utilización del hierro [7,8,9].Los parásitos de la malaria en particular siempre mantienen un alto nivel de hemo (1,6 µmol/L), mucho más alto que el observado en otros parásitos, durante todo su desarrollo en los glóbulos rojos [10].Además, la acumulación de hemozoína en los gametocitos de Plasmodium sugiere que la hemozoína tiene importancia biológica en la reproducción de especies de este género.Curiosamente, los parásitos de la malaria que no pueden sintetizar hemozoína son similares a Babesia en su morfología y patogenicidad, y también son menos virulentos y tienen una tasa de reproducción más baja, como se observa, por ejemplo, en algunas Plasmodium spp. resistentes a la cloroquina, que los parásitos de la malaria que pueden sintetizar esta hemozoína. sustancia [11, 12].

No está claro por qué Babesia no produce hemozoína, un polímero hemo que almacena una gran cantidad de HI.Los parásitos de la malaria son sensibles a los quelantes del hierro, lo que sugiere que dependen del hierro más que los organismos que no muestran esta sensibilidad.En particular, investigaciones recientes indican que la artemisinina mata a Plasmodium a través de un efecto de alteración del uso de HI [13].Parece que Plasmodium y Babesia tienen diferentes requisitos de HI, lo que puede ser relevante para sus diferentes sensibilidades a las ART.Por qué, a diferencia de Plasmodium spp., Babesia spp.no requieren ni almacenan grandes cantidades de HI y no producen hemozoína, y aún no se ha dilucidado si los diferentes requerimientos de HI de estas especies determinan sus diferentes fecundidades.Para investigar los mecanismos subyacentes a estas diferencias, comparamos los genomas de P. yoelii y B. microti y analizamos los efectos del arteméter en P. yoelii 17XNL y B. microti mediante secuenciación transcriptómica unicelular, y examinamos el efecto del suministro de hierro en el crecimiento de Babesia in vivo.

Este estudio se llevó a cabo en estricta conformidad con las recomendaciones del Reglamento para la Administración de Asuntos Relativos a Animales de Experimentación de la Comisión Estatal de Ciencia y Tecnología.El protocolo fue aprobado por la Junta de Revisión Interna de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tongji (TJLAC-017–039).

Explorar sistemáticamente las diferencias entre los genomas de 53 especies/cepas de Plasmodium y seis de Babesia (archivo adicional 1: Tabla S1), la base de datos de recursos informáticos de Plasmodium (PlasmoDB), la base de datos de recursos informáticos de Piroplasma (Piroplasmadb) y patógenos, vectores y huéspedes eucariotas. Se utilizaron Informatics Resource (VEuPathDB) [14] para clasificar genes que tienen un perfil filogenético específico basado en la ortología en tres subgrupos.Para explorar más a fondo las funciones de estas tres categorías de genes, se llevó a cabo el enriquecimiento de la ontología genética (GO) y el enriquecimiento de la vía metabólica (utilizando los algoritmos de la vía KEGG y la base de datos de vías metabólicas de todos los dominios de la vida) utilizando las herramientas en línea en PlasmoDB ( https://plasmodb.org/plasmo/app/workspace/strategies/), con un límite de valor p predeterminado de 0,05.Para la evaluación de la integridad de la vía de biosíntesis del hemo (de novo), recuperamos información utilizando el ID EC00860 (anotación KEGG) en la base de datos PlasmoDB (https://plasmodb.org/plasmo/app/record/pathway/KEGG/ec00860 ) y la base de datos PriplasmaDB (https://piroplasmadb.org/piro/app/record/pathway/KEGG/ec00860#drawing) [15].

Plasmodium yoelii 17XNL-EGFP fue proporcionado por la Dra. Ana Rodríguez (Universidad de Nueva York) y el Dr. Wenyue Xu (Departamento de Biología Patógena, Universidad Médica del Ejército).La cepa ATCC®PRA-99TM de Babesia microti fue proporcionada por el Instituto Nacional de Enfermedades Parasitarias, Centro Chino para el Control y la Prevención de Enfermedades.Plasmodium yoelii 17XNL-EGFP se cultivó en ratones hembra BALB/c o ratones ICR.Babesia microti se cultivó en ratones NOD/SCID.Todos los ratones se compraron en el Centro de Animales de Laboratorio de Shanghai (Shanghai, China) y se alojaron en el Laboratorio del Centro de Animales de la Universidad de Tongji.Los ratones NOD/SCID y BALB/c se inocularon con 200 µl de la suspensión celular, es decir, 1–5 × 107 B. microti o P. yoelii 17XNL-EGFP, mediante inyección intraperitoneal.Cuando la tasa de infección de P. yoelii 17XNL alcanzó el 25%-50%, se administró a los ratones arteméter (100 mg/kg) mediante sonda nasogástrica.Luego se tomaron muestras de sangre a las 0 y 24 h después del tratamiento con arteméter.

A las 0 y 24 h después del tratamiento con arteméter, se recogieron una o dos gotas de la sangre extraída de los ratones infectados con los parásitos P. yoelii 17XNL-EGFP en un tubo de 15 ml que contenía 10 ml de medio RPMI 1640 y se transfirieron inmediatamente a hielo para clasificación de células;los controles fueron tratados de manera similar.Las muestras de células se clasificaron en un BD FACS-Aria II utilizando láseres ultravioleta, azul y rojo a 355, 488 y 633 nm, respectivamente.Después de la clasificación, sólo se recogieron eritrocitos infectados para el experimento de secuenciación de ARN unicelular, de acuerdo con un estudio previo [13].Se recogieron una o dos gotas de la muestra de sangre de los ratones infectados con parásitos B. microti en 10 ml de medio RPMI 1640 con suero al 5%.Luego se tiñeron con anticuerpo CD45 (1:200; número de catálogo 103,101; BioLegend) en la oscuridad a temperatura ambiente durante 20 minutos para identificar los leucocitos, y luego se incubaron con Hoechst 33342 (1:100, número de catálogo c1028; Biyuntian). a temperatura ambiente durante 10 min.El grupo de control no recibió ningún tratamiento.Las muestras se lavaron y resuspendieron en medio RPMI 1640 antes de la clasificación FACS.Se utilizó un BD FACS Aria II para obtener una cantidad suficiente de glóbulos rojos infectados para la secuenciación unicelular.Las células positivas se recogieron en medio RPMI 1640 suplementado con suero al 5%.Las células se tiñeron con azul tripano al 0,4% para comprobar su viabilidad utilizando un contador celular automatizado.Las muestras de células se clasificaron en un BD FACSAria II utilizando láseres ultravioleta, azul y rojo a 355, 488 y 633 nm, respectivamente.Después de la clasificación, sólo se recogieron eritrocitos infectados para el experimento de secuenciación de ARN unicelular.

Se cargaron suspensiones unicelulares en 10x Chromium para capturar aproximadamente entre 3000 y 10 000 células individuales, de acuerdo con las instrucciones del fabricante para el kit 10x Genomics Chromium Single-Cell 3'.Los pasos complementarios de amplificación de ADN y construcción de bibliotecas se realizaron de acuerdo con el protocolo estándar.Las bibliotecas se secuenciaron en un sistema de secuenciación Illumina NovaSeq 6000 (ejecución de multiplexación de extremos emparejados, 150 pares de bases; Majorbio, Shanghai, China).

Las lecturas se procesaron utilizando la canalización Cell Ranger 4.0 con parámetros predeterminados y recomendados.Los FASTQ generados a partir del resultado de la secuenciación de Illumina se alinearon con los genomas de Plasmodium (ensamblaje de GenBank GCA_900002385.2) y genomas de Babesia (ensamblaje ASM69194v2) mediante el uso del algoritmo STAR [16].Luego se generaron matrices de códigos de barras de genes para cada muestra individual contando identificadores moleculares únicos y filtrando códigos de barras no asociados a células.Finalmente, se generó una matriz de código de barras de genes que contiene las células con código de barras y los recuentos de expresión genética.Luego, este resultado se importó al kit de herramientas Seurat (v3.2.0) R para el control de calidad y el análisis posterior de los datos de secuenciación de ARN unicelular [17].Todas las funciones se ejecutaron con parámetros predeterminados a menos que se especifique lo contrario.Las células de baja calidad se filtraron utilizando un panel estándar de tres criterios de calidad: número de transcripciones detectadas (número de identificadores moleculares únicos), genes detectados y porcentaje de lecturas asignadas a genes mitocondriales (criterios de detección de umbral de cuartil).Los datos normalizados (función NormalizeData en el paquete Seurat) se utilizaron para extraer un subconjunto de genes variables.Se identificaron genes variables controlando la fuerte relación entre la variabilidad y la expresión promedio.

Los datos de expresión génica para cada vóxel se normalizaron mediante el uso de sctransform [18] en Seurat, que utiliza modelos binomiales negativos regularizados para tener en cuenta los artefactos técnicos y al mismo tiempo preservar la variación biológica.Luego, se calcularon los 30 componentes principales principales y se utilizaron para construir un gráfico KNN.Se utilizó el algoritmo de Louvain para agrupar los vóxeles.Visualizamos los grupos en un mapa bidimensional producido con Proyección y Aproximación de Múltiples Uniformes (UMAP).Para cada grupo, utilizamos la prueba de suma de rangos de Wilcoxon para encontrar genes significativos expresados de manera deferente comparando los grupos restantes.

Los genes expresados diferencialmente (DEG) entre dos muestras o grupos diferentes se obtuvieron utilizando la función FindMarkers en Seurat, mediante una prueba de razón de verosimilitud.Esencialmente, |log2FC|Se consideró que > 0,25 y Q < = 0,05 indicaban genes que se expresaban de manera significativamente diferencial.Además, se realizó un análisis de enriquecimiento funcional de GO para identificar qué DEG se enriquecieron significativamente en términos de GO y vías metabólicas con un valor de P corregido por Bonferroni de ≤ 0,05 en comparación con todo el fondo del transcriptoma.Los análisis de enriquecimiento funcional de GO se llevaron a cabo utilizando GOATOOLS (https://github.com/tanghaibao/Goatools).

La velocidad del ARN se calculó en función de los recuentos empalmados y no empalmados, como se informó anteriormente [19], y para el análisis se utilizaron células que estaban presentes en el ordenamiento pseudotemporal.Estimamos la velocidad del ARN mediante scVelo (https://scvelo.org) [20], un método de análisis de la trayectoria del desarrollo.Estima la variación de la abundancia de ARN a lo largo del tiempo calculando la proporción de ARN mensajero antes y después del empalme en las células, e infiere la siguiente dirección posible de diferenciación de las células.Para trazar las velocidades de las células individuales, se exportaron las incorporaciones de UMAP y T-SNE en Seurat.

En el experimento in vivo, se infectaron 45 ratones BALB/c con (1–10) × 106 eritrocitos parasitados por B. microti mediante inyección intraperitoneal.Luego, se dividieron aleatoriamente en tres grupos, 1, 2 y 3. A partir del segundo día de la infección, a los ratones del grupo 1 se les administró una inyección subcutánea de 1 g/kg de hierro dextrano cada 2 días y a los ratones del grupo 2 se les administró una inyección subcutánea. inyección de 1,25 g/kg de hierro dextrano cada 2 días.Por el contrario, a los ratones del grupo 3 se les inyectó por vía subcutánea una cantidad equivalente de solución salina.Luego se recogieron muestras de sangre de las venas de la cola de los ratones una vez al día para examinar las tasas de infección mediante tinción de Giemsa.

Los bazos se extrajeron de los ratones 12 días después de la infección con B. microti y se fijaron en una solución fija de paraformaldehído neutro al 10%.Para la tinción por inmunofluorescencia, las secciones de parafina de los bazos de los ratones se desparafinaron y se rehidrataron en etanol y se enjuagaron con solución salina tamponada con fosfato.Las secciones se incubaron primero con anticuerpo CD206 (1:2000, GB113497) y luego se cubrieron con inmunoglobulina G anti-conejo de cabra marcada con peroxidasa de rábano picante (1:500, GB23303) a temperatura ambiente durante 50 minutos en la oscuridad.Los portaobjetos se lavaron tres veces con solución salina tamponada con fosfato (pH 7,4) y luego se incubaron con solución TSA-FITC durante 10 minutos.Después de eliminar los anticuerpos primarios y los anticuerpos secundarios, los portaobjetos se incubaron con anticuerpo anti-óxido nítrico sintasa inducible de ratón (iNOS) (1:200, GB11119) y el segundo anticuerpo secundario correspondiente, inmunoglobulina G anti-conejo de cabra CY3 ( 1:300, GB21303).Finalmente, las secciones se incubaron con 4',6-diamidino-2-fenilindol (G1012) durante 10 min a temperatura ambiente.

Los ratones se sacrificaron 12 días después de la infección con B. microti y se recogieron muestras de sangre y bazo.Los kits multiplex para medir citocinas se adquirieron de Bio-Rad (Bio-Plex Pro Mouse Cytokine Grp I Panel 23-plex).Los análisis de citoquinas fueron realizados por Wayen Biotechnologies (Shanghai, China) utilizando el sistema Bio-Plex MagPix (Luminex, Austin, TX) siguiendo las instrucciones del fabricante para la tecnología Luminex xMAP con perlas multiplex.Se utilizó el software Bio-Plex Manager versión 6.1 (Luminex) para calcular las concentraciones de citocinas del grupo normal no infectado, el grupo infectado sin tratamiento con hierro dextrano y el grupo infectado con 1,25 g/kg de tratamiento con hierro dextrano.Un algoritmo de minimización de mínimos cuadrados no lineal generó una curva ajustada por una ecuación logística de cinco parámetros y determinó los límites superior e inferior de detección.Se midieron veintitrés citoquinas.

Para realizar el análisis estadístico se utilizó el software Graphpad Prism 8.0.2.Se realizó la prueba t de Student (no pareada) para comparar los cambios en la parasitemia en los grupos en el ensayo de hierro dextrano in vivo.Se utilizó una prueba de independencia de chi-cuadrado para comparar los cambios en el número de parásitos que expresan un gen especial en diferentes poblaciones después del tratamiento con arteméter.Se consideró que un valor de P <0,05 indicaba significación estadística.

Los genomas de Babesia comprenden cuatro cromosomas y su tamaño varía de 6 a 15 Mb [por ejemplo, Babesia microti (6,44 Mb), Babesia bovis (8,18 Mb), Babesia bigemina (12,84 Mb), Babesia ovata (14,45 Mb), Babesia ovis (8,38 Mb). ) y Babesia divergens (9,65 Mb) (archivo adicional 1: Tabla S1; Fig. 1a)].Por el contrario, los genomas de Plasmodium comprenden 14 cromosomas y su tamaño varía de 14 a 38 Mb [por ejemplo, Plasmodium falciparum (23,49 Mb), Plasmodium vivax (29,04 Mb), Plasmodium yoelii (22,45 Mb) y Plasmodium malariae (31,92 Mb) (Adicional). archivo 1: Tabla S1, Fig. 1a)].Para investigar los puntos en común y la individualidad de Babesia y Plasmodium, exploramos sistemáticamente las diferencias entre los genomas de 53 Plasmodium y seis especies/cepas de Babesia (Fig. 1b).PlasmoDB, un conocido recurso informático de Plasmodium [14], se utilizó para clasificar genes que tienen un perfil de distribución específico basado en ortología en tres subgrupos: 669 genes específicos de Plasmodium (archivo adicional 2: Tabla S2), 924 genes específicos de Babesia (Archivo adicional 3: Tabla S3) y 1591 genes compartidos por Plasmodium y Babesia (archivo adicional 4: Tabla S4).El análisis GO destacó tres términos: movimiento basado en microtúbulos, proceso biosintético/metabólico de ácidos grasos y proceso biosintético/metabólico del hemo (Fig. 1b).Para determinar las diferencias entre sus funciones principales, comparamos sus intersecciones y así obtuvimos otros tres subgrupos: 1185 genes específicos de Plasmodium (archivo adicional 5: Tabla S5), 453 genes específicos de Babesia (archivo adicional 6: Tabla S6) y 1075 genes compartidos por Plasmodium y Babesia (archivo adicional 7: Tabla S7).Es de destacar que algunos procesos biológicos solo están indicados en el grupo de genes específicos de Plasmodium, como un proceso biosintético compuesto que contiene porfirina, un proceso biosintético de hemo, un proceso metabólico compuesto que contiene porfirina, un proceso biosintético de tetrapirrol, un proceso metabólico de tetrapirrol, un proceso metabólico de protoporfirinógeno IX, un proceso biosintético de protoporfirinógeno IX, un proceso metabólico hemo, un proceso biosintético de pigmentos y un proceso metabólico de pigmentos (archivo adicional 1: Tabla S2; archivo adicional 5: Tabla S5).En particular, los genes de síntesis de hemo existen ampliamente entre varios organismos y desempeñan un papel vital en los procesos vitales.Analizamos genes de síntesis de hemo en los genomas de Plasmodium y Babesia.

Comparación de los genomas de Babesia y Plasmodium y la distribución de genes relacionados con la síntesis de hemo en ellos.a Esquema de los cromosomas de Babesia microti y Plasmodium yoelii.b Esquema del análisis de los genes comunes y especiales de B. microti y P. yoelii.c Esquema del proceso de síntesis del hemo y la participación de ocho enzimas clave.d Distribución de genes relacionados con la síntesis de hemo en los genomas de Babesia y Plasmodium

El hemo se sintetiza biológicamente mediante una reacción enzimática compleja mediada por ocho enzimas, a saber, coproporfirinógeno-III oxidasa, ácido delta-aminolevulínico deshidratasa, ácido delta-aminolevulínico sintasa, ferroquelatasa, porfobilinógeno desaminasa, protoporfirinógeno oxidasa, uroporfirinógeno III descarboxilasa y uroporfirinógeno III sintasa (Fig. .1c) [21].Para evaluar más a fondo la importancia del metabolismo del hemo, analizamos en detalle la integridad de la vía de biosíntesis del hemo en 53 especies/cepas de Plasmodium y seis de Babesia utilizando VEuPathDB y KEGG.VEuPathDB demostró que aproximadamente el 92,3% (51/53) de estas cepas de Plasmodium tienen un sistema enzimático integrado para la síntesis de novo de hemo, y que Plasmodium inui San Antonio 1 y Plasmodium falciparum NF135.C10 no lo tienen (Fig. 1d).KEGG reveló que varias de las especies de Plasmodium carecen de un sistema enzimático completo para la síntesis de novo de hemo (archivo adicional 8: Tabla S8).Sin embargo, solo se identificaron la protoporfirinógeno oxidasa y la deshidratasa del ácido delta-aminolevulínico en los genomas de las seis especies de Babesia (Fig. 1d), lo que sugiere que no todas las Babesia tienen la capacidad de sintetizar biológicamente hemo de novo.

En los parásitos de la malaria, la hemoglobina se degrada para liberar hemo.HI juega un papel crucial en la vinculación de la degradación de la hemoglobina con la vía de las pentosas fosfato (PPP), que produce continuamente nicotinamida adenina dinucleótido fosfato para la reducción del glutatión oxidado y la tiorredoxina y ribosa-5-fosfato para la biosíntesis de nucleótidos.Este ciclo se denomina vía hemoglobina-hemo-hierro-pentosa fosfato (HHIP) [13].Cuando el HHIP se mantiene, se puede suministrar continuamente ribosa-5-fosfato para la síntesis de ADN [13].Descubrimos que tanto B. microti como P. yoelii 17XNL tienen todas las enzimas relacionadas con PPP (Fig. 2).Con base en la distribución en las gráficas UMAP de los parásitos que expresaban genes relacionados con PPP, encontramos que el porcentaje de B. microti que expresaba estos genes en una población no era tan alto como en P. yoelii 17XNL.El primero osciló entre el 6,9% y el 15,6% (Fig. 2c), mientras que el segundo osciló entre el 7,7% y el 38,7% (Fig. 2e).En particular, porcentajes mucho mayores de P. yoelii 17XNL expresaron glucosa-6-fosfato deshidrogenasa-6-fosfogluconolactonasa (PY17X_1321300; 24,3%), 6-fosfogluconato deshidrogenasa (PY17X_1322200; 38,7%) y transcetolasa (PY17X_0110700; 38,6%) que B .microti (Fig. 2c-e).Dentro de una población, el porcentaje de parásitos de la malaria que expresaban estos genes era mayor que el porcentaje de B. microti que los expresaba.Es posible que estos genes se expresen más activamente en los parásitos de la malaria.

Gráficos de proyección y aproximación de colector uniforme (UMAP) que muestran las características de expresión de genes enzimáticos clave en la vía de las pentosas fosfato (PPP) en Babesia microti y Plasmodium yoelii 17XNL, y la sensibilidad de los parásitos que expresaron estos genes al arteméter (ART).un gráfico UMAP de transcriptomas unicelulares (SCT) de los grupos de B. microti tratados con arteméter y de control.Análisis de la velocidad del ARN que muestra las relaciones de desarrollo entre diferentes grupos de B. microti.b Gráfico UMAP de SCT de los grupos de control y tratados con arteméter de P. yoelii 17XNL.Análisis de la velocidad del ARN que muestra las relaciones de desarrollo entre diferentes grupos de P. yoelii 17XNL.c Gráficos de UMAP que muestran las características de expresión de 6-fosfogluconolactonasa, 6-fosfogluconato deshidrogenasa, ribulosa-fosfato 3-epimerasa, ribosa 5-fosfato isomerasa A y transaldolasa, y los cambios en los porcentajes de parásitos que expresan estos genes en la población después de 24 años. h de tratamiento con arteméter.d Esquema de APP.e Gráficos de UMAP que muestran las características de expresión de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa-6-fosfogluconolactonasa, 6-fosfogluconato deshidrogenasa, ribulosa-fosfato 3-epimerasa, ribosa-5-fosfato isomerasa y transcetolasa, y cambios en los porcentajes de parásitos que expresan estas genes en la población después de 24 h de tratamiento con arteméter.Se utilizó la prueba de chi-cuadrado para probar la significación estadística de las diferencias entre los porcentajes de parásitos que expresan el mismo gen en el grupo de B. microti y los grupos de P. yoelii 17XNL 24 h después del tratamiento con ART.Se obtuvo P <0,001 para todas las comparaciones.DGP d -glucopiranosa 6-fosfato, PDGL 6-O-fosfonato-d-glucono-1,5-lactona, PDG 6-fosfonatooxi-D-gluconato, RP d -ribulosa 5-fosfato, XLP d -xilulosa 5-fosfato, RFP d -ribofuranosa 5-fosfato, GDP d -gliceraldehído 3-fosfato, SHP sedoheptulosa 7-fosfato, EP d -eritrosa 4-fosfato, FFP beta-d -fructofuranosa 6-fosfato

Los porcentajes de B. microti que expresaron genes clave del PPP, como 6-fosfogluconolactonasa (BMR1_01G01495), 6-fosfogluconato deshidrogenasa (BMR1_02g00455), ribulosa-fosfato 3-epimerasa (BMR1_03g00730), ribosa 5-fosfato isomerasa A (BmR1_04g05695) y transaldolasa (BMR1_03g02600), en esta población apenas habían cambiado 24 h después del tratamiento con artemeter (Fig. 2c, d).Por ejemplo, el porcentaje de B. microti que expresaba 6-fosfogluconolactonasa solo disminuyó del 14,9% al 14,7% después de 24 h de tratamiento con arteméter.Por el contrario, el porcentaje de P. yoelii disminuyó del 24,3% al 2,2% (Fig. 2c, d).De manera similar, el porcentaje de B. microti que expresaba 6-fosfogluconato deshidrogenasa solo disminuyó del 7,8 % al 6,2 %, mientras que el porcentaje de P. yoelii disminuyó del 38,7 % al 2,9 %.Estaba claro que más parásitos de la malaria expresaban glucosa-6-fosfato deshidrogenasa-6-fosfogluconolactonasa (PY17X_1321300), 6-fosfogluconato deshidrogenasa descarboxilante (PY17X_1322200), ribulosa-fosfato 3-epimerasa (PY17X_1437500), ribosa-5-fosfato isomerasa (PY17X_11154). 00 ) y la transcetolasa (PY17X_0110700) se eliminaron 24 h después del tratamiento con arteméter que B. microti (Fig. 2e).

El porcentaje de B. microti que expresa la subunidad catalítica 1 de la ADN polimerasa épsilon fue del 6,9% en uno de los grupos de tratamiento.Después de 24 h de tratamiento con arteméter, el porcentaje había disminuido al 6,2%.Por el contrario, el porcentaje de P. yoelii 17XNL que expresaba la misma enzima fue del 28,6% y el porcentaje cayó al 1,8% después de 24 h de tratamiento con arteméter (Fig. 3c, d; archivo adicional 9: Fig. S1).Se observaron resultados similares en los otros grupos de B. microti que expresaron genes relacionados con la antioxidación, como la peroxiredoxina y la tioredoxina reductasa, y genes relacionados con la glucólisis, como la piruvato quinasa y la hexoquinasa (Fig. 3c-h).Por ejemplo, el 41,5% de los parásitos expresaron el gen de la peroxiredoxina en el grupo de B. microti.Después de 24 h de tratamiento con arteméter, el porcentaje había aumentado al 54,1%.Mientras tanto, el porcentaje de P. yoelii 17XNL que expresa el mismo gen se redujo del 26,4% al 0,5% después de 24 h de tratamiento con arteméter (Fig. 3e, f).Estaba claro que el arteméter eliminó P. yoelii 17XNL que expresaba estos genes, mientras que B. microti no.

Gráficos UMAP que muestran la sensibilidad de Babesia microti y Plasmodium yoelii 17XNL que expresaron diferentes genes a las 24 h de tratamiento con arteméter.un gráfico UMAP de transcriptomas unicelulares (SCT) de los grupos de control y tratados con arteméter de B. microti, que muestra la sensibilidad de B. microti a 24 h de tratamiento con arteméter.b Gráfico UMAP de SCT de los grupos de control y tratados con arteméter de P. yoelii 17XNL, que muestra la sensibilidad de P. yoelii 17XNL a 24 h de tratamiento con arteméter.c Gráficos de UMAP que muestran las características de expresión de la subunidad 1 de la ADN polimerasa épsilon (BMR1_04g06670) y el cambio en el porcentaje de parásitos que expresan el gen en la población después de 24 h de tratamiento con arteméter.d Subunidad A de la ADN polimerasa épsilon (PY17X_1130600).e Peroxiredoxina (BMR1_01g03345).f Peroxiredoxina (PY17X_1231500).g Piruvato quinasa (BMR1_01g02635).h Piruvato quinasa (PY17X_1127000).i Proteína similar a una trampa de merozoitos (BMR1_03g01156).j Proteína similar a una trampa de merozoitos (PY17X_0513900).Se obtuvo P <0,001 para todas las comparaciones.

Además, en una etapa posterior, B. microti que expresaba los genes de la proteína similar a una trampa de merozoitos y de la proteína de merozoitos apicales tampoco era sensible al arteméter, a diferencia de P. yoelii 17XNL (Fig. 3i, j).Estos resultados indican que, a diferencia de P. yoelii 17XNL, casi todas las etapas de B. microti no mostraron susceptibilidad al arteméter con respecto a su síntesis de ADN, antioxidación, glucólisis y reproducción (Fig. 3; archivo adicional 10: Fig. .S2).

En los parásitos de la malaria, la hemoglobina se ingiere y se degrada, liberando hemo.El glutatión degrada el hemo en hierro y superóxido [22].La superóxido dismutasa [Fe] (SOD) puede catalizar la dismutación del superóxido en peróxido de hidrógeno.Es de destacar que en el HHIP de los parásitos de la malaria, la degradación del hemo por el glutatión a hierro es un paso clave [13].El hierro liberado activa el PPP [22] para producir continuamente nicotinamida adenina dinucleótido fosfato y ribosa-5-fosfato para la biosíntesis de nucleótidos.Menos B. microti que P. yoelii 17XNL expresaron genes de glutatión sintasa y tiorredoxina/glutatión reductasa.Además, el genoma de B. microti, a diferencia del de P. yoelii 17XNL, no contiene el gen de la glutatión S-transferasa (Fig. 4a).Además, la expresión del gen SOD se observa en casi todas las etapas de B. microti en lugar de concentrarse en etapas específicas, como en P. yoelii 17XNL (Fig. 4b).Además, el número de B. microti que expresaron el gen SOD en etapas anteriores fue mucho menor que el número de P. yoelii 17XNL.La mayoría de los P. yoelii 17XNL que expresaban estos genes se eliminaron a las 24 h de tratamiento con arteméter.Por el contrario, B. microti apenas se vio afectada por el mismo tratamiento (Fig. 4a, b).

Gráficos de UMAP que muestran las diferencias en los números y niveles de expresión génica de B. microti y Plasmodium yoelii 17XNL que expresaron genes relacionados con el glutatión y el gen de la superóxido dismutasa.a Gráficos de UMAP que muestran las diferencias en los números y niveles de expresión genética y la sensibilidad al arteméter de B. microti y P. yoelii 17XNL que expresaron genes relacionados con el glutatión.La mayoría de los P. yoelii 17XNL que expresaban estos genes habían sido eliminados a las 24 h de tratamiento con arteméter, mientras que los B. microti apenas se vieron afectados por el mismo tratamiento.d Diferencias en los números y niveles de expresión genética y sensibilidad al arteméter de B. microti y P. yoelii 17XNL que expresaron el gen de la superóxido dismutasa [Fe].P < 0,001 para todas las comparaciones

La parasitemia en los ratones generalmente alcanzó su punto máximo entre 8 y 10 días después de la infección con B. microti.Cuando a los ratones se les inyectó hierro dextrano, la tasa de infección aumentó gradualmente con el tiempo y la dosis (Fig. 5a, d, e).La parasitemia alcanzó su punto máximo 9 días después de la infección.La parasitemia fue mayor en el grupo experimental que en el grupo control.La parasitemia fue significativamente mayor en el grupo al que se le administraron inyecciones subcutáneas de 1,25 g/kg de hierro dextrano en comparación con los otros grupos (Fig. 5a, d – f).Todos los grupos fueron infectados por B. microti y se observó agrandamiento del bazo como consecuencia de la infección (Fig. 5b).No hubo diferencias significativas en el peso de los bazos, pero los bazos eran de color más oscuro en los grupos experimentales, y especialmente en el grupo tratado con 1,25 g/kg de hierro dextrano (Fig. 5c).

El efecto del suministro de hierro sobre la tasa de infección in vivo de ratones con B. microti.a Esquema del proceso experimental, elaborado utilizando alternativas de código abierto (https://openclipart.org/).b Muestras de bazo de ratones infectados en los grupos de prueba de control, 1 g/kg y 1,25 g/kg.c Comparación de los pesos de los bazos muestreados.d El efecto del suministro de hierro sobre la parasitemia por B. microti.e Comparación de las tasas de infección de B. microti el día 9. f Frotis de sangre que muestran la morfología de B. microti y diferentes niveles de infección en los tres grupos el día 9. Las barras de escala indican 5 μm.* P < 0,05, ns no significativo (P > 0,05)

Identificamos los fenotipos y el número de macrófagos mediante inmunohistoquímica e hibridación fluorescente in situ en muestras de bazo de ratón.Los cambios en la intensidad de fluorescencia de los anticuerpos fluorescentes de iNOS y CD206 mostraron que el número de macrófagos positivos para iNOS y CD206 fue similar para todos los grupos de prueba y de control.No se encontraron cambios significativos entre los grupos (Fig. 6a).

Efecto del suministro de hierro a ratones infectados con B. microti sobre la secreción de macrófagos y citocinas.Se utilizó tinción por inmunofluorescencia para analizar la expresión de marcadores específicos de macrófagos M1 y M2, óxido nítrico sintasa inducible (iNOS) y CD206, en secciones de tejido de bazo de ratón (barra de escala = 50 µm; n = 6 por grupo).Grupo de control, no se suministró hierro a ratones infectados;Grupo de 1 g/kg, inyección subcutánea de 1 g/kg de hierro dextrano en ratones infectados cada 2 días;Grupo de 1,25 g/kg, inyección subcutánea de 1,25 g/kg de hierro dextrano en ratones infectados cada 2 días.b La expresión de interleucina (IL) -1α, IL-10, IL-17A, eotaxina, G-CSF, IFN-γ, KC, MIP-1α, MIP-1β y TNF-α en sueros de ratones se detectó mediante el uso de Bio- Panel Plex Pro Mouse Cytokine Grp I de 23 plex (n = 6 por grupo).Grupo normal, grupo no infectado;grupo control, ratones infectados sin inyección de hierro dextrano;Grupo de 1,25 g/kg, ratones infectados con inyecciones subcutáneas de 1,25 g/kg de hierro dextrano cada 2 días.* P < 0,05, ** P < 0,01, ns no significativo (P > 0,05)

Las citocinas en sueros de ratón se evaluaron mediante ensayos de 23 citocinas de ratón Bio-Plex Pro.Se identificaron diferencias significativas para la interleucina (IL) -10 y el TNF-α (Fig. 6b).Los niveles de otras citocinas, incluidas IL-1α, IL-17A, eotaxina, G-CSF, INF-γ, KC, MIP-1α, MIP-1α, MIP-1β y TNF-α, no difirieron significativamente entre los tres. grupos.Según estos resultados, el hierro dextrano no afecta la producción de la mayoría de las citocinas in vivo.Aunque el hierro puede estimular la producción del antiinflamatorio IL-10, también estimula la producción de TNF-α.

La babesia infecta los eritrocitos y probablemente digiere la hemoglobina para utilizar los productos de su degradación [3], aunque este proceso aún no se comprende bien.Claramente, la Babesia no es sensible a las ART, pero los parásitos de la malaria sí lo son.Además, los parásitos de la malaria son sensibles a los quelantes del hierro [23,24,25,26,27,28], mientras que Babesia no lo es [29].En particular, los parásitos de la malaria pueden producir y almacenar hemozoína y mantener un alto nivel de hemo durante su desarrollo en los glóbulos rojos [10].Además, los genomas de Plasmodium comprenden todos los genes necesarios para la síntesis de hemo, mientras que los genomas de Babesia no.Parece que Babesia no depende tanto del hemo ni del hierro como lo hacen los parásitos de la malaria.Dado que los ART requieren hemo o hierro para su activación, el requisito de HI probablemente determina la sensibilidad a los ART.Recientemente se propuso que existe un mecanismo de doble destrucción de la artemisinina contra Plasmodium a través del efecto de alteración del uso de HI y los efectos de los radicales libres [13].En ese estudio se sugirió además que las ART matan a los parásitos mediante su interacción con HI [13].Es probable que cuanto más requiera, almacene, utilice o dependa un parásito de la HI, más sensible será a las ART.

Esto plantea la pregunta de por qué los parásitos de la malaria requieren mucha más HI que Babesia.Es de destacar que los genes relacionados con la replicación del ADN se expresan más activamente en P. yoelii 17XNL que en B. microti.Además, ambos parásitos tienen el sistema enzimático PPP completo, pero más P. yoelii 17XNL mostró una alta expresión de genes relacionados con la replicación del ADN.En particular, P. yoelii 17XNL tiene un HHIP que proporciona continuamente ribosa-5-fosfato para la biosíntesis de nucleótidos [13].Si B. microti sólo requiere aminoácidos en lugar de hemo después de la digestión de la hemoglobina, es probable que carezca del HHIP.Es de destacar que los genes relevantes para PPP y los genes relacionados con el glutatión en B. microti se expresan de forma inactiva.Aunque el HHIP está presente en B. microti, su eficiencia es menor en esta especie que en P. yoelii 17XNL.Claramente, cuando el HHIP se mantiene, se puede adquirir continuamente ribosa-5-fosfato para la síntesis de ADN, lo que sin duda facilita la producción de numerosos merozoítos.Esto se ve respaldado por el hecho de que P. falciparum puede producir entre ocho y 32 merozoitos, mientras que Babesia sólo puede producir entre dos y cuatro.Parece que la HI juega un papel crucial en el desarrollo y reproducción de los parásitos de la malaria.Dado que los parásitos de la malaria mantienen un alto nivel de hemo en casi todas sus etapas en los glóbulos rojos [10], parece que todos requieren hemo, lo que probablemente explica por qué la mayoría de las etapas fueron sensibles a 24 h de tratamiento con arteméter.Por el contrario, casi todos los B. microti que expresaban genes relacionados con la síntesis de ADN, la antioxidación, la glucólisis, la reproducción y el glutatión no eran susceptibles al arteméter.Es probable que la dependencia de HI sea el punto débil de los parásitos de la malaria bajo tratamiento con artemisinina, mientras que la falta de esta dependencia parece favorecer a Babesia.Es de destacar que las ART pueden inhibir el crecimiento de especies de Babesia [4,5,6], pero sus concentraciones efectivas son mucho más altas para estas especies que para Plasmodium spp.[5, 30,31,32].Sería interesante explorar si existe un mecanismo común tanto a Babesia como a Plasmodium que explique su sensibilidad a la artemisinina.

Para investigar la importancia de la HI para Babesia, suministramos hierro mediante inyecciones subcutáneas de hierro dextrano en experimentos in vivo.La tasa de infección de Babesia aumentó de manera dosis-dependiente.Es de destacar que el aumento en la tasa de infección con B. microti no estuvo relacionado con un cambio en la polarización de los macrófagos o la secreción de citocinas.Parece que el hierro adicional es beneficioso ya que promueve la reproducción de B. microti.Esto nos lleva a plantear la pregunta: ¿por qué Babesia no ha desarrollado mecanismos similares a los de los parásitos de la malaria para la utilización de HI para mejorar su fertilidad?

En comparación con los parásitos de la malaria, que en su mayoría tienen un genoma que supera los 20 Mb de tamaño [33, 34], Babesia spp.tienen un genoma de sólo unos 6 Mb de tamaño [35,36,37].Es de destacar que los genomas de Babesia no incluyen un conjunto completo de genes para la síntesis de hemo.Por tanto, es probable que Babesia spp.no poseen genomas lo suficientemente grandes como para desarrollar mecanismos similares a los observados en los parásitos de la malaria para la acumulación y utilización de HI, lo que resulta en una menor fertilidad de los primeros.Sin embargo, el hecho de que Babesia no tenga un requerimiento importante de HI, no necesite almacenar una gran cantidad de HI y no dependa de HI durante muchas de sus etapas de desarrollo, los hace insusceptibles a los tratamientos con ART.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio están incluidos en el artículo.

Vía hemoglobina-hemo-pentosa fosfato de hierro

Óxido nítrico sintasa inducible

las células rojas de la sangre

Aproximación y proyección de colectores uniformes

Antunes S, Rosa C, Couto J, Ferrolho J, Domingos A. Descifrando las interacciones Babesia-vector.Microbiol de infección de células frontales.2017;7:429.https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00429.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Vannier E, Krause PJ.Babesiosis humana.N Inglés J Med.2012;366:2397–407.https://doi.org/10.1056/NEJMra1202018.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Sojka D, Jalovecka M, Perner J. Babesia, Theileria, Plasmodium y hemoglobina.Microorganismos.2022;10:8.https://doi.org/10.3390/microorganisms10081651.

Artículo CAS Google Scholar

Carvalho LJM, Tuvshintulga B, Nugraha AB, Sivakumar T, Yokoyama N. Actividades de combinaciones a base de artesunato y tafenoquina contra Babesia bovis in vitro y Babesia microti in vivo.Vectores parásitos.2020;13:362.https://doi.org/10.1186/s13071-020-04235-7.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Loo CS, Lam NS, Yu D, Su XZ, Lu F. Artemisinina y sus derivados en el tratamiento de infecciones por protozoos más allá de la malaria.Farmacol Res.2017;117:192–217.https://doi.org/10.1016/j.phrs.2016.11.012.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Iguchi A, Matsuu A, Matsuyama K, Hikasa Y. Eficacia de la artemisinina, el arteméter y la lumefantrina contra Babesia gibsoni in vitro.Parasitol Int.2015;64:190–3.https://doi.org/10.1016/j.parint.2014.12.006.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Xiao SH, Sun J. Schistosoma hemozoin y sus posibles funciones.Int J Parasitol.2017;47:171–83.https://doi.org/10.1016/j.ijpara.2016.10.005.

Artículo PubMed Google Scholar

Sun J, Hu W, Li C. Más allá de la desintoxicación del hemo: un papel de la hemozoína en el transporte de hierro en S. japonicum.Res. Parasitol.2013;112:2983–90.https://doi.org/10.1007/s00436-013-3470-8.

Artículo PubMed Google Scholar

Sun J, Li C, Wang S. La formación similar a un organismo de Schistosoma hemozoin y su función sugieren un mecanismo para la acción antipalúdica de la artemisinina.Representante de ciencia ficción 2016;6:34463.https://doi.org/10.1038/srep34463.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Abshire JR, Rowlands CJ, Ganesan SM, So PT, Niles JC.Cuantificación del hemo lábil en parásitos vivos de la malaria mediante un biosensor codificado genéticamente.Proc Natl Acad Sci Estados Unidos.2017;114:E2068–76.https://doi.org/10.1073/pnas.1615195114.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yan J, Song G, Gong Z, Lu Y. Diferencias en la producción de hemozoína y patogenicidad entre cepas de Plasmodium berghei sensibles y resistentes a la cloroquina, Zhongguo Ji Sheng Chong Xue Yu Ji Sheng Chong Bing Za Zhi, 1999;17:16– 20.

CAS PubMed Google Académico

Tucker MS, Mutka T, Sparks K, Patel J, Kyle DE.Análisis fenotípico y genotípico de la progenie de Plasmodium falciparum resistente a la artemisinina seleccionada in vitro.Agentes antimicrobianos quimioterápicos.2012;56:302–14.https://doi.org/10.1128/AAC.05540-11.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sun J, Guo FJ, Liu C, Yin M, Xu WY, Li YN, et al.Mecanismo de doble muerte de la artemisinina contra Plasmodium;23 de mayo de 2022, PREPRINT (versión 1) disponible en Research Square [https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1645582/v1].

Amos B, Aurrecoechea C, Barba M, Barreto A, Basenko EY, Bazant W, et al.VEuPathDB: el centro de recursos bioinformáticos sobre patógenos, vectores y huéspedes eucariotas.Ácidos nucleicos res.2022;50:D898–911.https://doi.org/10.1093/nar/gkab929.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Kanehisa M, Furumichi M, Sato Y, Kawashima M, Ishiguro-Watanabe M. KEGG para el análisis de rutas y genomas basado en taxonomía.Ácidos nucleicos res.2022. https://doi.org/10.1093/nar/gkac963.

Artículo PubMed Central Google Scholar

Le DT, Durham JN, Smith KN, Wang H, Bartlett BR, Aulakh LK, et al.La deficiencia en la reparación de desajustes predice la respuesta de los tumores sólidos al bloqueo de PD-1.Ciencia .2017;357:409–13.https://doi.org/10.1126/science.aan6733.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Satija R, Farrell JA, Gennert D, Schier AF, Regev A. Reconstrucción espacial de datos de expresión génica unicelular.Nat Biotecnología.2015;33:495–502.https://doi.org/10.1038/nbt.3192.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hafemeister C, Satija R. Normalización y estabilización de la varianza de datos de secuencia de ARN unicelular mediante regresión binomial negativa regularizada.Genoma Biol.2019;20:296.https://doi.org/10.1186/s13059-019-1874-1.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

La Manno G, Soldatov R, Zeisel A, Braun E, Hochgerner H, Petukhov V, et al.Velocidad del ARN de células individuales.Naturaleza.2018;560:494–8.https://doi.org/10.1038/s41586-018-0414-6.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bergen V, Lange M, Peidli S, Wolf FA, Theis FJ.Generalización de la velocidad del ARN a estados celulares transitorios mediante modelado dinámico.Nat Biotecnología.2020;38:1408–14.https://doi.org/10.1038/s41587-020-0591-3.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Kloehn J, Harding CR, Soldati-Favre D. Síntesis, recuperación y utilización de la oferta y la demanda de hemo por Apicomplexa.FEBS J. 2021;288:382–404.https://doi.org/10.1111/febs.15445.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Atamna H, Ginsburg H. Degradación del hemo en presencia de glutatión.Un mecanismo propuesto para explicar los altos niveles de hierro no hemo que se encuentran en las membranas de los glóbulos rojos hemoglobinopáticos.J Biol Chem.1995;270:24876–83.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Heppner DG, Hallaway PE, Kontoghiorghes GJ, Eaton JW.Propiedades antipalúdicas de los quelantes de hierro activos por vía oral.Sangre.1988;72:358–61.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Gordeuk V, Thuma P, Brittenham G, McLaren C, Parry D, Backenstose A, et al.Efecto de la terapia de quelación del hierro en la recuperación del coma profundo en niños con malaria cerebral.N Inglés J Med.1992;327:1473–7.https://doi.org/10.1056/NEJM199211193272101.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ferrer P, Tripathi AK, Clark MA, Hand CC, Rienhoff HY Jr, Sullivan DJ Jr. El quelante de hierro antipalúdico, FBS0701, muestra actividad de Plasmodium falciparum asexual y de gametocitos y cura en dosis única oral en un modelo murino de malaria.Más uno.2012;7:e37171.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0037171.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Thipubon P, Uthaipibull C, Kamchonwongpaisan S, Tipsuwan W, Srichairatanakool S. Efecto inhibidor del nuevo quelante de hierro, 1-(N-acetil-6-aminohexil)-3-hidroxi-2-metilpiridin-4-ona (CM1) y verde extracto de té sobre el crecimiento de Plasmodium falciparum.Malar J. 2015;14:382.https://doi.org/10.1186/s12936-015-0910-1.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cabantchik ZI, Glickstein H, Golenser J, Loyevsky M, Tsafack A. Quelantes de hierro: modo de acción como antipalúdicos.Acta hematol.1996;95:70–7.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Lytton SD, Mester B, Libman J, Shanzer A, Cabantchik ZI.Modo de acción de los quelantes del hierro (III) como antipalúdicos.II.Evidencia de efectos diferenciales sobre la síntesis de ácidos nucleicos dependientes del hierro del parásito.Sangre.1994;84:910–5.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Matsuu A, Yamasaki M, Xuan X, Ikadai H, Hikasa Y. Evaluación in vitro de las actividades inhibidoras del crecimiento de 15 fármacos contra Babesia gibsoni (cepa Aomori).Parasitol veterinario.2008;157:1–8.https://doi.org/10.1016/j.vetpar.2008.07.023.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Brockman A, Price RN, van Vugt M, Heppner DG, Walsh D, Sookto P, et al.Susceptibilidad a los medicamentos antipalúdicos de Plasmodium falciparum en la frontera noroeste de Tailandia durante cinco años de uso extensivo de artesunato-mefloquina.Trans R Soc Trop Med Hyg.2000;94:537–44.https://doi.org/10.1016/s0035-9203(00)90080-4.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Goo YK, Terkawi MA, Jia H, Aboge GO, Ooka H, Nelson B, et al.Artesunato, un fármaco potencial para el tratamiento de la infección por Babesia.Parasitol Int.2010;59:481–6.https://doi.org/10.1016/j.parint.2010.06.004.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Dondorp A, Nosten F, Stepniewska K, Day N, White N. Ensayo sobre malaria con quinina artesunato del sudeste asiático.Artesunato versus quinina para el tratamiento de la malaria falciparum grave: un ensayo aleatorizado.Lanceta.2005;366:717–25.https://doi.org/10.1016/S0140-6736(05)67176-0.

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Bohme U, Otto TD, Sanders M, Newbold CI, Berriman M. Progresión del genoma canónico del parásito de la malaria de referencia de 2002 a 2019.Bienvenido Open Res.2019;4:58.https://doi.org/10.12688/wellcomeopenres.15194.2.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gardner MJ, Hall N, Fung E, White O, Berriman M, Hyman RW, et al.Secuencia del genoma del parásito de la malaria humana Plasmodium falciparum.Naturaleza.2002;6906:498–511.https://doi.org/10.1038/nature01097.

Artículo CAS Google Scholar

Puri A, Bajpai S, Meredith S, Aravind L, Krause PJ, Kumar S. Babesia microti: genómica de patógenos, variabilidad genética, antígenos inmunodominantes y patogénesis.Microbiol frontal.2021;12:697669.https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.697669.

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Silva JC, Cornillot E, McCracken C, Usmani-Brown S, Dwivedi A, Ifeonu OO, et al.La diversidad de todo el genoma y el perfil de expresión génica de los aislados de Babesia microti identifican genes polimórficos que median las interacciones huésped-patógeno.Representante de ciencia ficción 2016;6:35284.https://doi.org/10.1038/srep35284.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cornillot E, Dassouli A, Garg A, Pachikara N, Randazzo S, Depoix D, et al.Mapeo del genoma completo y reorganización de los genomas nuclear y mitocondrial de aislados de Babesia microti.Más uno.2013;8:e72657.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0072657.

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nos gustaría agradecer a LC Sciences (Hangzhou, Zhejiang, China) y Majorbio (Shanghai, China) por ayudar con la secuenciación del ARN unicelular y el análisis bioinformático.

Esta investigación fue apoyada por el Programa de Innovación de la Comisión de Educación Municipal de Shanghai (201901070007E00017).

Dirección actual: Décimo Hospital del Pueblo de Shanghai, Décimo Hospital del Pueblo de la Universidad de Tongji, Shanghai, República Popular de China

Wenwen Si, Chuantao Fang y Chuang Liu contribuyeron igualmente a este trabajo.

Instituto de Enfermedades Infecciosas y Desarrollo de Vacunas, Facultad de Medicina, Universidad Tongji, Shanghai, República Popular China

Wenwen Si, Chuantao Fang, Chuang Liu, Yanna Li, Xiaoli Yan y Jun Sun

Instituto Nacional de Enfermedades Parasitarias, Centro Chino para el Control y la Prevención de Enfermedades (Centro Chino para la Investigación de Enfermedades Tropicales), Shanghai, República Popular China

Meng Yin, Yujuan Shen y Jianping Cao

Departamento de Biología Patógena, Universidad Médica del Ejército (Tercera Universidad Médica Militar), Chongqing, República Popular China

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JS y CTF escribieron el primer borrador del manuscrito;JPC y YJS revisaron críticamente el manuscrito.WYX proporcionó muestras de P. yoelii 17XNL y brindó valiosos consejos.WWS, CTF, CL, MY, YNL, XLY y JS prepararon las Figs.1, 2, 3, 4, 5, 6. Todos los autores han leído y aprobado la versión final del manuscrito.

Este estudio se llevó a cabo en estricta conformidad con el Reglamento para la Administración de Asuntos Relativos a Animales de Experimentación de la Comisión Estatal de Ciencia y Tecnología.El protocolo fue aprobado por la Junta de Revisión Interna de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tongji (TJLAC-017–039).

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Comparación de los genomas de Babesia y Plasmodium.

Análisis GO de 669 genes específicos de Plasmodium.

Análisis GO de 924 genes específicos de Babesia.

Análisis GO de 1591 genes compartidos por Plasmodium y Babesia.

Análisis GO de 1185 genes específicos de Plasmodium.

Análisis GO de 453 genes específicos de Babesia.

Análisis GO de 1075 genes compartidos por Plasmodium y Babesia.

Identificadores de ortoMCL y enzimas de biosíntesis de hemo.

Efectos de 24 h de tratamiento con arteméter sobre Babesia microti y Plasmodium yoelii 17XNL que expresaban ADN polimerasas.Los gráficos de UMAP muestran que el arteméter no afectó a B. microti que expresa genes de ADN polimerasa, pero sí eliminó P. yoelii 17XNL que expresaba genes similares.ARTE Arteméter.

Gráficos UMAP que muestran la sensibilidad de Babesia microti y Plasmodium yoelii 17XNL que expresaron diferentes genes a 24 h de tratamiento con arteméter.a Gráficos de UMAP que muestran la expresión característica de la subunidad alfa de la ADN polimerasa y el cambio en el porcentaje de parásitos que expresan el gen en la población después de 24 h de tratamiento con arteméter.b Subunidad alfa de la ADN polimerasa. c Tioredoxina reductasa.d Tioredoxina reductasa.e Hexoquinasa.f Hexoquinasa.g Proteína similar a una trampa de merozoitos.h Proteína de merozoito apical.P <0,001 para todas las comparaciones.

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Si, W., Fang, C., Liu, C. et al.¿Por qué la artemisinina no mata a Babesia como Plasmodium?Vectores de parásitos 16, 193 (2023).https://doi.org/10.1186/s13071-023-05783-4

DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-023-05783-4

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