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Evaluation of genetic exchange in leishmania parasites in an infected mammalian host

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Telittchenko, Roman (2020). Evaluation of genetic exchange in leishmania parasites in an infected mammalian host Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, maîtrise en virologie et immunologie, 102 p.

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Résumé


Leishmaniasis is a disease characterized by a spectrum of symptoms ranging from cutaneous lesions to fatal visceral disease caused by Leishmania. This pathogen replicates in compartments of the endosomal-lysosomal pathway of phagocytes. Most Leishmania species live in individual vacuoles, but species of the Leishmania mexicana complex live in communal vacuoles. Current knowledge on Leishmania suggests that the genetic and pathogenic diversity of parasites is primarily due to vertical evolutionary pathways rather than horizontal gene exchange processes. Recent findings suggest that parasites are capable of genetic exchanges in sand flies. One potential benefit of occupying a communal vacuole is the proximity of the parasites which increases the possibility of genetic material exchange. This research project aims to determine whether communal vacuoles constitute an environment conducive to genetic exchange between parasites in infected cells. We have generated different strains of L. mexicana and L. amazonensis expressing distinct resistance markers. We performed co-infections in vitro in bone marrow derived macrophages and in vivo in C56BL/6 mice, and recovered the parasite populations after 5-8 days and 9 weeks respectively. Potential hybrid parasites, capable of proliferating in the presence of both antibiotics, were recovered from infections in vitro, but this was a rare phenomenon and they were less viable than the parental strains. Similar observations were noted for double drug-resistant parasites isolated in axenic cultures. No hybrids have been isolated from in vivo infections. In conclusion, genetic exchanges in infected mammalian cells appear to be very rare and generate inefficient and non-viable hybrid strains.

La leishmaniose est une maladie caractérisée par un spectre de symptômes allant des lésions cutanées à la maladie viscérale mortelle causée par la Leishmania. Ce pathogène se réplique dans les compartiments de la voie endosomale-lysosomale des phagocytes. La plupart des espèces de Leishmania vivent dans des vacuoles individuelles, mais les espèces du complexe Leishmania mexicana vivent dans des vacuoles communautaires. Les connaissances actuelles sur la Leishmania suggèrent que la diversité génétique et pathogénique des parasites est principalement due à des voies d'évolution verticales plutôt qu'à des processus d'échange de gènes horizontaux. Des découvertes récentes suggèrent que les parasites sont capables d'échanges génétiques chez les phlébotomes. Un avantage potentiel d'occuper une vacuole communautaire est la proximité des parasites ce qui augmente la possibilité l'échange de matériel génétique. Ce projet de recherche vise à déterminer si les vacuoles communautaires constituent un environnement propice aux échanges génétiques entre parasites dans les cellules infectées. Nous avons généré différentes souches de L. mexicana et L. amazonensis exprimant des marqueurs de résistance distincts. Nous avons effectué des co-infections in vitro dans des macrophages dérivés de la moelle osseuse et in vivo chez des souris C56BL/6, et nous avons récupéré les populations de parasites après 5 à 8 jours et 9 semaines respectivement. Des parasites hybrides potentiels, capables de se proliférer en présence des deux antibiotiques, ont été récupérés des infections in vitro, mais c'était un phénomène rare et ils étaient moins viables que les souches parentales. Des observations similaires ont été notées pour les parasites doubles résistants isolés des cultures axéniques. Aucun hybride potentiel n'a été isolé à partir des infections in vivo. En conclusion, les échanges génétiques dans les cellules de mammifères infectées semblent être très rares et générer des souches hybrides inefficaces et non-viables.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Descoteaux, Albert
Mots-clés libres: Genetic Exchange; Parasite; Host-Pathogen Relationship; Macrophage; Drug Resistance; Intracellular Pathogen; Échange Génétique; Relation Hôte-Pathogène; Résistances aux Drogues; Pathogène Intracellulaire
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 01 juill. 2024 13:57
Dernière modification: 01 juill. 2024 13:57
URI: https://espace.inrs.ca/id/eprint/15776

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