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Previous issue date: 2009CNPqFundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.A invasão dos eritrócitos pelos merozoítos de
Plasmodium vivax
requer a interação
da
Duffy binding protein
(PvDBP) com o receptor DARC na superfície dos eritrócito
s
humanos. Esta interação parece ser essencial na formação d
e uma junção
irreversível entre as membranas do merozoíto e da cé
lula do hospedeiro, uma etapa
chave no processo de invasão dos eritrócitos. Diante disso, a
PvDBP é considerada
uma das mais importantes candidatas para compor uma vacin
a anti-
P. vivax
. O
domínio de ligação da PvDBP (região II, PvDBP
II
) ao seu receptor é rico em resíduos
de cisteína e constitui a região mais polimórfica da prot
eína. Embora a maioria dos
aminoácidos envolvidos na interação PvDBP
II
-DARC seja invariável, a resposta
imune que parece ser direcionada principalmente contra
regiões polimórficas da
PvDBP
II
é capaz de bloquear a interação proteína-receptor. C
omo esta diversidade
genética pode comprometer a eficácia de uma vacina que
inclua este antígeno, o
objetivo principal deste trabalho foi caracterizar o pa
drão de diversidade do domínio
de ligação da
Duffy binding protein
de isolados de
P. vivax
de várias regiões da
Amazônia Legal brasileira. Utilizando ferramentas esta
tísticas adequadas,
evidenciou-se o papel da recombinação e da seleção natura
l na geração e
manutenção da diversidade genética na PvDBP
II
. Em adição, a seleção positiva
parece agir em codons individuais da proteína, preferen
cialmente nos epitopos de
células T e B da PvDBP
II
. Em geral, estas regiões apresentam uma diversidade
genética maior do que toda a região II da proteína.
Em conjunto, os resultados
obtidos sugerem que o sistema imune do hospedeiro é um i
mportante fator de
seleção de mutações relacionadas ao escape do parasito. Adici
onalmente, avaliou-
se a associação entre prevalência dos alelos DARC e suscetibi
lidade à infecção por
P. vivax
na Amazônia Legal brasileira. Com este objetivo foi
desenvolvida uma nova
metodologia de genotipagem de DARC baseada no PCR em
tempo real. Este foi um
dos primeiros estudos a evidenciar uma associação significati
va entre indivíduos que
expressam dois alelos DARC funcionais e maior suscetibilid
ade à infecção por
P.
vivax
e o primeiro a caracterizar o padrão de variabilidad
e genética da DBP
II
em
isolados de
P. vivax
do BrasilPlasmodium vivax
requires interaction of the Duffy binding protein (P
vDBP) with the
Duffy antigen/receptor for chemokines (DARC) to enable
its invasion of human
erythrocytes, making PvDBP an important vaccine candidate
. This interaction seems
to be essential for junction formation, which is a key st
ep in the erythrocyte invasion
process. The receptor-binding domain of PvDBP maps to a
conserved cysteine-rich
region, referred to as region II (PvDBP
II
). Most of the allelic diversity observed in
PvDBP is due to the high rate of nonsynonymous polymor
phisms in this critical
domain for receptor recognition. Although contact resid
ues that form the DARC-
recognition site within PvDBP
II
appear to be invariant, host immune responses that
target mainly against polymorphic regions are able to
inhibit binding of PvDBP
II
to
DARC. As the PvDBP
II
allelic diversity may represent a major obstacle for v
accine
development, this study undertook a comprehensive analysi
s of the genetic diversity
of the DBP
II
from
P. vivax
isolates obtained from different sites across the Brazili
an
Amazon region. Using appropriate statistical tests, we
found evidence that allelic
diversity within the Brazilian population of parasite
s is maintained by recombination
and natural selection at PvDBP
II
locus. In addition, we conclude that positive natural
selection preferentially acts on B- and T-cell epitopes.
Overall, these regions also
showed higher nucleotide diversity compared to the whol
e PvDBP
II
. Our results
suggest that the host immune system is an important select
ion factor for mutations
related to escape of the parasite. In this study, we also
evaluated the relationship
between DARC alleles and malaria susceptibility. For t
his aim we developed a new
DARC genotyping assay based on multiplex real-time PC
R. Our findings provided
one of the first evidences that the presence of two fu
nctional alleles increases the risk
of
P. vivax
infection. Indeed, the current investigation presented
the first
comprehensive analysis of genetic diversity across PvDBP
II
gene from Brazilian
parasite isolates
