Schistosoma mansoni é um dos agentes causadores da esquistossomose, doença infecciosa negligenciada que afeta milhões de pessoas no mundo. É um platelminto parasitário dióico, com um complexo ciclo de vida, composto de seis estágios. Nos últimos cinco anos, projetos de seqüenciamento em larga escala de etiquetas de genes expressos (ESTs) de Schistosoma geraram uma quantidade razoável de dados que ainda pode ser mais bem explorada. O objetivo central deste trabalho é analisar computacionalmente a expressão gênica de S. mansoni, sob três focos distintos: (i) micro-arranjos de DNA, para os quais descrevemos o desenho e análise de dados de uma plataforma de cDNA (4,600 elementos) e outra de oligonucleotídeos (44,000 elementos). Estão também descritas diversas ferramentas de análise que implementamos e são amplamente usadas em nosso grupo. Os micro-arranjos têm servido de base para vários projetos, como o estudo da resposta do parasita a hormônios e drogas e expressão gênica durante o ciclo de vida. (ii) Identificação in silico de pares de transcritos senso- antisenso com possível ação em trans, potencialmente importantes na regulação gênica. (iii) Análises da coleção de ESTs existentes sob uma perspectiva evolutiva. Através dessa abordagem encontramos genes importantes como um possível inibidor de angiogênese e um regulador da via do mevalonato, conhecido como essencial para a produção de ovos; estes constituem a principal causa de morbidez da esquistossomose. Os resultados aqui apresentados contribuem para o entendimento da complexa biologia inerente ao ciclo de vida de S. mansoni e para acelerar a busca de futuras possibilidades de tratamento. / Schistosoma mansoni is one of the causative agents of schistosomiasis, a neglected infectious disease which affects millions of people worldwide. It is a dioecious parasitic platyhelminth, with a complex life cycle composed of six stages. In the past five years, large scale sequencing projects have generated a reasonable amount of expressed sequence tag (EST) data that can still be better explored. The goal of this thesis is to computationally analyze the S. mansoni gene expression, under three different focuses: (i) DNA microarrays, for which we describe the design and data analyses of a cDNA (4,600 elements) and an oligonucleotide (44,000 elements) platform. We also describe the implementation of several analysis tools which are widely used in our group. Our microarrays are being used in several projects, such as the study of parasite response to drugs and hormones, as well as its gene expression pattern during the life cycle. (ii) In silico identification of possible trans acting natural sense-antisense pairs, potentially important in gene regulation. (iii) Analyses of the available EST dataset under an evolutionary perspective. We have found interesting genes such as a possible angiogenesis inhibitor and a regulator of the mevalonate pathway, known to be essential for egg production; eggs are the main cause of morbidity of schistosomiasis. The results reported here contribute to the understanding of the complex biology underlying the S. mansoni life cycle and to accelerate the search for future possibilities of treatment.

Host shifts -- where a pathogen jumps from one host species to another -- have been described as one of the main factors leading to emerging infectious diseases (EID). The harm that a pathogen causes to a host (virulence) varies following a host shift. Differences in susceptibilities among host species means that pathogens may be more likely to switch between certain groups of hosts. Factors that determine the variation in host susceptibility are still unknown, but one possible predictor is the host evolutionary history. Here, we examine how phylogenetically related hosts vary in susceptibility when dealing with infections of two viruses differing in pathogenicity. We infected 39 species of Drosophilidae with Drosophila A virus (DAV), a virus initially described as avirulent, and we measured host mortality (virulence) and virus replication (viral load). Then, we compared our results to previously collected data from the virulent Drosophila C virus (DCV) and we analysed the data of both viruses together. We found large variation in DAV virulence and viral load, with benign infections in some cases and high mortality in others. There was phylogenetic correlation in viral load, with species presenting similar viral load clustering together in the phylogeny. However, we did not find correlation for virulence, indicating that DAV virulence was not predictable based on viral load. Also, we did not find correlation between DAV and DCV results, indicating that variation in host susceptibility is not predictable by other pathogens infections. It is possible that hosts and parasites ecology or genetic traits may be also influencing susceptibility variation. These results suggest that although some traits are predicted by phylogeny, to determine the factors driving host susceptibility variation to different pathogens following host shifts is a very complex task / Trocas de hospedeiro -- quando um patógeno passa de uma espécie de hospedeiro para outra -- são descritas como um dos principais fatores causadores de doenças infecciosas emergentes (DIE). O dano que um patógeno causa a seu hospedeiro (virulência) varia quando trocas de hospedeiro ocorrem. Diferenças em susceptibilidade entre espécies de hospedeiros indicam que patógenos são mais propensos a realizar trocas entre determinados grupos de hospedeiros. Os fatores que determinam a variação na susceptibilidade do hospedeiro ainda são desconhecidos, porém um possível preditor é a história evolutiva do hospedeiro. Nesse estudo, nós examinamos como hospedeiros filogeneticamente relacionados variam em susceptibilidade ao lidar com duas infecções de vírus que variam em patogenicidade. Infectamos 39 espécies de Drosophilidae com o vírus A de Drosophila (DAV), inicialmente descrito como não virulento, e medimos mortalidade do hospedeiro (virulência) e replicação viral (carga). Em seguida, nós comparamos nossos resultados com informações do vírus C de Drosophila (DCV), um virulento, e analisamos os dados dos dois vírus conjuntamente. Encontramos uma grande variação nos dados de virulência e carga viral para DAV, com infecções benignas em alguns casos e alta mortalidade em outros. Encontramos correlação para carga viral, com espécies com cargas virais semelhantes aparecendo filogeneticamente próximas. Contudo, não há correlação filogenética para virulência, indicando que a virulência de DAV não pode ser predita com base na carga viral. Além disso, nós não encontramos correlação entre os resultados de DAV e DCV, indicando que a variação na susceptibilidade não pode ser predita por infecções de outros patógenos. É possível que fatores ecológicos e genéticos do hospedeiro e do parasita estejam influenciando a variação em susceptibilidade. Esses resultados sugerem que, apesar de alguns traços possam ser preditos pela filogenia, determinar os fatores causadores da variação na susceptibilidade a diferentes patógenos após trocas de hospedeiros é um trabalho extremamente complexo

Schistosoma mansoni é um dos agentes causadores da esquistossomose, doença infecciosa negligenciada que afeta milhões de pessoas no mundo. É um platelminto parasitário dióico, com um complexo ciclo de vida, composto de seis estágios. Nos últimos cinco anos, projetos de seqüenciamento em larga escala de etiquetas de genes expressos (ESTs) de Schistosoma geraram uma quantidade razoável de dados que ainda pode ser mais bem explorada. O objetivo central deste trabalho é analisar computacionalmente a expressão gênica de S. mansoni, sob três focos distintos: (i) micro-arranjos de DNA, para os quais descrevemos o desenho e análise de dados de uma plataforma de cDNA (4,600 elementos) e outra de oligonucleotídeos (44,000 elementos). Estão também descritas diversas ferramentas de análise que implementamos e são amplamente usadas em nosso grupo. Os micro-arranjos têm servido de base para vários projetos, como o estudo da resposta do parasita a hormônios e drogas e expressão gênica durante o ciclo de vida. (ii) Identificação in silico de pares de transcritos senso- antisenso com possível ação em trans, potencialmente importantes na regulação gênica. (iii) Análises da coleção de ESTs existentes sob uma perspectiva evolutiva. Através dessa abordagem encontramos genes importantes como um possível inibidor de angiogênese e um regulador da via do mevalonato, conhecido como essencial para a produção de ovos; estes constituem a principal causa de morbidez da esquistossomose. Os resultados aqui apresentados contribuem para o entendimento da complexa biologia inerente ao ciclo de vida de S. mansoni e para acelerar a busca de futuras possibilidades de tratamento. / Schistosoma mansoni is one of the causative agents of schistosomiasis, a neglected infectious disease which affects millions of people worldwide. It is a dioecious parasitic platyhelminth, with a complex life cycle composed of six stages. In the past five years, large scale sequencing projects have generated a reasonable amount of expressed sequence tag (EST) data that can still be better explored. The goal of this thesis is to computationally analyze the S. mansoni gene expression, under three different focuses: (i) DNA microarrays, for which we describe the design and data analyses of a cDNA (4,600 elements) and an oligonucleotide (44,000 elements) platform. We also describe the implementation of several analysis tools which are widely used in our group. Our microarrays are being used in several projects, such as the study of parasite response to drugs and hormones, as well as its gene expression pattern during the life cycle. (ii) In silico identification of possible trans acting natural sense-antisense pairs, potentially important in gene regulation. (iii) Analyses of the available EST dataset under an evolutionary perspective. We have found interesting genes such as a possible angiogenesis inhibitor and a regulator of the mevalonate pathway, known to be essential for egg production; eggs are the main cause of morbidity of schistosomiasis. The results reported here contribute to the understanding of the complex biology underlying the S. mansoni life cycle and to accelerate the search for future possibilities of treatment.

Orientador: Estevam Guilherme Lux Hoppe / Resumo: As vicunhas (Vicugna vicugna) são camelídeos sul-americanos silvestres adaptados às rigorosas condições climáticas da Cordilheira dos Andes. Esses animais possuem uma das fibras animais mais finas do mundo e de grande valor econômico. O estudo das doenças parasitárias que afetam a saúde e produtividade da espécie é o primeiro passo na implementação de medidas preventivas, programas de controle e educação em saúde. Nosso objetivo é descrever a população parasitária de vicunhas de três comunidades andinas e sua relação com a qualidade das fibras usando 115 amostras de fezes e 22 de fibra, além de registros de sexo, idade, escore de condição corporal e sistema de manejo. O diagnóstico coproparasitológico revelou que 84,4% dos animais apresentaram pelo menos um tipo de ovo/oocisto de parasitas, sendo os ovos de estrongilídeos (54,8%) e os oocistos de Eimeria punoensis (38,3%) os mais frequentes. As vicunhas silvestres apresentaram maior prevalência de ovos estrongilídeos (91,4%) do que os animais semicativos (38,8%), e a idade foi significativa para a infecção por Eimeria spp., já que as crias (100%) tiveram a maior frequência quando comparadas aos animais juvenis (84,2%) e adultos (49,4%). A identificação de larvas revelou uma forte influência de animais domésticos na comunidade de parasitas da vicunha, apresentando o primeiro relato de Bunostomum phlebotomum e Gaigeria pachyscelis em vicunhas do sudeste Peru. O diâmetro de fibra das fêmeas (13,05 ± 0,73 μm) foi significativamen... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The vicunhas (Vicugna vicugna) are wild Neotropical camelids adapted to the harsh climatic conditions of the Andes. These animals have one of the finest animal fibers in the world and an important position in the international market. Studies of parasitic diseases affecting animal health and productivity are the first step in the implementation of preventive measures, control programs and health education. We aim to describe the parasite population of vicuñas from three Andean communities and its relationship with fibre quality using 115 fecal and 22 fibre samples, records of sex, age, body condition score, and management system. Coproparasitologic diagnostic revealed that 84.4% of animals presented at least one type of parasite egg/oocyst. Most frequent parasite egg/oocyst were Strongyle-type eggs (54.8%) and Eimeria punoensis (38.3%). Wild vicuñas had a higher prevalence of Strongyle-type eggs (91.4%) than semi-captive (38.8%) animals, and age was significative to Eimeria infection, crias (100%) had the highest frequency when compared to yearlings (84.2%) and adults (49.4%). Larvae identification revealed a strong influence of domestic animals on vicuña parasite community, presenting the first report of Bunostomum phlebotomum and Gaigeria pachyscelis in vicuñas from Southeastern Peru. Females had a significantly finer diameter of fibre (13.05 ± 0.73 µm) than males (14.22 ± 1.22 µm), and infection with Eimeria spp. affected negatively fibre diameter and resistance. Our resul... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre