Novel genomic approach to decode syphilis

Abstract

A sífilis é uma doença sexualmente transmissível causada pela bactéria Treponema pallidum e constitui um problema de saúde pública mundial, em parte devido à ausência de uma vacina para prevenção da sua transmissão. A investigação desta doença tem sido atrasada pela incapacidade histórica de cultivar T. pallidum in vitro, dificultando por exemplo o desenvolvimento de estudos genómicos. De facto, há uma grande lacuna no conhecimento da epidemiologia molecular deste agente patogénico, assim como da base molecular que medeia a patogénese da sífilis. No estudo aqui apresentado, foi possível implementar uma abordagem inovadora para capturar o genoma de T. pallidum no contexto de infeção humana, evitando-se, assim, a necessidade da cultura da bactéria em modelo animal. Esta estratégia permitiu estudar, pela primeira vez, como é que este agente patogénico vai alterando o seu genoma para se adaptar e sobreviver como agente infecioso humano. Nomeadamente permitiu descodificar os principais mecanismos genéticos pelos quais a bactéria T. pallidum evade o sistema imunitário e se adapta ao Homem nesta complexa e multifásica doença. A aplicação desta estratégia inovadora de monitorização da interação Homem-bactéria poderá ser importante para o desenvolvimento de novas medidas profiláticas e/ou terapêuticas. Acresce que esta abordagem constitui também um ponto de viragem para o aperfeiçoamento de metodologias de diagnóstico e de epidemiologia molecular, o que permitirá aumentar o conhecimento da distribuição geográfica, das vias de transmissão e das propriedades de virulência deste agente patogénico para bem da saúde pública.Syphilis, a sexually transmitted disease caused by the bacterium T. pallidum, remains a global problem with an estimated 6 million people infected each year, which is in part attributed to the absence of a vaccine to prevent infection and transmission. Despite its tremendous public health impact, research in syphilis has been considerable hampered due to the historical inability to culture T. pallidum in vitro, which has hampered, for instance, the acquisition of consistent genomic data. As such, there is a strong lack of knowledge on the molecular epidemiology of this important human pathogen as well as on the molecular mechanisms underlying syphilis pathogenesis. In the work presented here, we have bypassed the culture bottleneck by means of a targeted strategy never applied to uncultivable bacterial human pathogens to directly capture whole-genome T. pallidum data in the contex t of human infection. This strategy allowed, for the first time, to understand how this pathogen shapes its genome towards adaptation and sur vival during syphilis. While this work demonstrates the exceptional power of monitoring the pathogen adaptability during human infection, it also provides critical data that may guide the development of novel treatments and prophylactic measures, such as a vaccine. In other perspective, it is anticipated that the implemented methodological approach constitutes a disruptive step towards the improvement of the current diagnostics and typing methodologies, which will enhance the knowledge on the geographic distribution of strains, its transmissibility and propensity to cause disease.Este estudo foi financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (EXPL/BIA-MIC/0309/2013).info:eu-repo/semantics/publishedVersio