Análisis de la variabilidad genética y las fuerzas evolutivas que actúan sobre la proteína del cuello de roptrias 4 de Plasmodium vivax (PvRON4), a partir de aislados Colombianos obtenidos entre 2007-2015.

Abstract

El diseño de una vacuna contra Plasmodium vivax se ha centrado en la selección de antígenos involucrados en el proceso de invasión del parásito que presenten bajo polimorfismo, para así evitar las respuestas inmunes alelo-específicas. La proteína de cuello de roptrias-4 (RON4) ha sido caracterizada como un miembro indispensable del tight junction, un complejo proteico esencial en la invasión a los hepatocitos y/o eritrocitos. Sin embargo, poco se conoce acerca de su variabilidad genética. En este estudio, se analizó la diversidad genética y haplotípica del locus pvron4 a partir de 73 secuencias de ADN obtenidas de aislados clínicos colombianos, colectados entre los años 2007 y 2015. El efecto de la selección natural, así como las relaciones evolutivas entre especies emparentadas, fueron caracterizados mediante enfoques de genética de poblaciones y evolución molecular, con el fin de explicar el patrón de variación observado en el locus. Los resultados mostraron que, aunque pvron4 posee una baja diversidad genética a nivel de secuencia, un número variable de repeticiones en tándem hacia la región N-terminal genera un alto polimorfismo en tamaño. La región central y C-terminal de la proteína, son altamente conservadas intra- e interespecies, como consecuencia de la selección purificante. Por lo tanto, estas regiones parecen tener una restricción funcional o estructural, lo que las convierte en regiones prometedoras a incluir en el diseño de una vacuna altamente eficiente, basada en subunidades.

Abstract. Designing a vaccine against Plasmodium vivax has been focused on selecting antigens involved in parasite mechanisms to invade red blood cells; such antigens must have domains with low polymorphism to avoid inducing allele-specific immune responses. The rhoptry neck protein 4 (RON4) has been characterized as a vital member of the tight junction, a protein complex which is essential for invasion of hepatocytes and/or erythrocytes; however, little is known about this locus’ genetic diversity. In this study, the genetic and haplotype diversity of the pvron4 locus were analyzed from 73 DNA sequences obtained from Colombian P. vivax clinical isolates collected between 2007 and 2015. The effect of natural selection and the evolutionary relationships between closely related species were characterized by population genetics and molecular evolutionary approaches, to explain the pattern of genetic variation observed in the locus. The results showed that, although pvron4 had a low genetic diversity at sequence level, a variable amount of tandem repeats at the N-terminal region led to an extensive size polymorphism. On the other hand, the central and C-terminal regions are highly conserved at intra- and inter-species level, as a consequence of a purifying selection effect. Thus, these regions seem to be under functional or structural constraint, representing promising candidates when designing a highly efficient subunit-based vaccine against P. vivax.