Sistemas de expresión de proteínas recombinantes para el análisis funcional de antígenos de Plasmodium falciparum y Plasmodium vivax: una revisión / Recombinant Protein Expression Systems for Functional Analysis of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax Antigens: A Review / Sistemas de expressão de proteínas recombinantes para o analise funcional de antígenos de Plasmodium falciparum e Plasmodium vivax: uma revisão

Introducción: Para diseñar vacunas es necesario comprender la función de los antígenos de Plasmodium spp. in-volucrados en la invasión a células hospederas. Diferentes investigaciones han generado proteínas recombinantes utilizando sistemas de expresión heterólogos y así han obtenido moléculas semejantes a las nativas. Con estos avances se desarrollan estrategias que bloquean la infección de estos patógenos. Objetivo: Describir las características y los aspectos metodológicos más importantes de los sistemas de expresión de las proteínas recombinantes en estudios funcionales de Plasmodium spp. Metodología: Revisión descriptiva de estudios publicados en Pubmed, Science Direct, Embase y Medline, entre 2010 y 2020, que incluyeran sistemas recombinantes en células de Escherichia coli, de mamífero y sistemas libres de células, para estudios funcionales de antígenos de Plasmodium falciparum y Plasmodium vivax. Se revisaron 70 artículos originales y 58 cumplieron con los criterios establecidos. Resultados: Obtener proteínas recombinantes mediante un sistema procariota, de mayor rendimiento y bajo costo, ha permitido estudiar un número importante de antígenos. Los sistemas con células de mamífero y libres de células, que permiten modificaciones postraduccionales y plegamiento adecuado de moléculas, se usan para producir librerías de antígenos con estructura conformacional similar a la nativa. Conclusión: El estudio de los antígenos de Plasmodium spp. implicados en la infección y desarrollo de células diana requiere una adecuada selección del método de producción recombinante. El refinamiento de procesos de expresión en sistemas procariotas, eucariotas e in vitro, mediante ingeniería genética y cultivo celular, permitirá mejores rendimientos y menor costo.

Introduction: Understanding the function of Plasmodium spp. Antigens involved in invasion of host cells is necessary to design vaccines. Different studies have generated recombinant proteins using heterologous expression systems, obtaining molecules similar to native ones. These advances are es-sential to develop strategies that block the infection of these pathogens. Objective: Describe the most important characteristics and methodological aspects of recombinant protein expression systems in functional studies of Plasmodium spp. Methodology: Descriptive review of studies published in Pubmed, Science Direct, Embase and Medline, between 2010 and 2020, that included recombinant systems in Escherichia coli cells, mam-malian and cell-free, for functional studies of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax antigens. 70 original articles were reviewed, 58 met the established criteria. Results: Obtaining recombinant proteins by means of a prokaryotic system, with higher performance and low cost, has allowed functional studies of a significant number of antigens. Mammalian cell and cell free systems, which allow for post-translational modifications and adequate folding of molecules, are used to produce antigen libraries with native-like conformational structure. Conclusion:Plasmodium spp. antigen study involved in infection and development in target cells, re-quires adequate selection of the recombinant production method. The refinement of expression pro-cesses in prokaryotic, eukaryotic and in vitro systems, through genetic engineering and cell culture, will allow better yields and lower cost

Introdução: Para desenvolver vacinas, é necessário entender a função dos antígenos de Plasmodium spp. envolvidos na invasão das células hospedeiras. As pesquisas têm gerado proteínas recombinan-tes utilizando sistemas de expressão heterólogos para obter moléculas similares às nativas. Com estes avanços, estratégias que bloqueiam a infecção destes patógenos estão sendo desenvolvidas. Objetivo: Descrever as características mais importantes e aspectos metodológicos dos sistemas de expressão de proteínas recombinantes em estudos funcionais de Plasmodium spp. Metodologia: Revisão descritiva dos estudos publicados em Pubmed, Science Direct, Embase e Medline, entre 2010 e 2020, que incluíram sistemas recombinantes em células de Escherichia coli, de mamífero e sistemas livres de células, para estudos funcionais dos antígenos de Plasmodium fal-ciparum e Plasmodium vivax. Setenta artigos originais foram revisados e 58 preenchiam os critérios estabelecidos. Resultado: A obtenção de proteínas recombinantes usando um sistema procariótico, com maior rendimento e baixo custo, permitiu o estudo de um número significativo de antígenos. Sistemas de células mamíferas e sem células, que permitem modificações pós-tradução e dobramento adequado das moléculas, são usados para produzir bibliotecas de antígenos com uma estrutura semelhante à nativa. Conclusão: O estudo dos antígenos Plasmodium spp. envolvidos na infecção e no desenvolvimento das células-alvo requer uma seleção adequada do método de produção recombinante. O refinamento dos processos de expressão em sistemas procarióticos, eucarióticos e in vitro, através da engenharia genética e da cultura celular, permitirá melhores rendimentos e menores custos.

Proteínas importantes para la invasión de Babesia bovis a las células huésped / Important Proteins for Babesia bovis Invasion to Host Cells / Proteínas importantes para a invasão das células hospedeiras por Babesia bovis

Introducción: La babesiosis bovina es causada por parásitos Apicomplexa del género Babesia, siendo la Babesia bovis la especie asociada con cuadros clínicos más graves de la enfermedad. La invasión de B. bovis a los eritro-citos bovinos implica la interacción entre moléculas de los merozoítos del parásito con receptores de las células huésped. Por ende, conocer las proteínas involucradas en este proceso supone un importante paso para entender la biología del parásito. Objetivo: Describir las principales moléculas implicadas en el proceso de invasión de B. bovis a eritrocitos bovinos. Metodología: Se realizó una búsqueda en NCBI, Medline, LILACS y SciELO usando los términos: "Babesia bovis AND invasion process", "MSA-1", "RON2", "AMA-1", "moving junction", "B. bovis AND Vaccine candidates". Con corte en mayo de 2020, había 61 publicaciones disponibles en inglés que describen el estudio de las anteriores proteínas y su participación en la invasión.Resultados: Por ser clave el proceso de invasión a eritrocitos bovinos para la patogénesis de la babesiosis bovina, la revisión encontró 3 proteínas de B. bovis que participan en el reconocimiento e invasión a las células diana: MSA-1, AMA-1 y RON2. Sin embargo, los detalles a nivel molecular para las interacciones inter e intramoleculares aún no se han dilucidado por completo. Conclusiones: Conocer las moléculas involucradas en las interacciones parásito-hospedero permitirá entender cómo ocurre el proceso de invasión de B. bovis a los eritrocitos y, así, evaluar su futura utilidad como componente de una estrategia de control efectiva contra esta parasitosis

Introduction: Bovine babesiosis is caused by Apicomplexas parasites of the genus Babesia, Babesia bovis being the species associated with the most serious clinical conditions of the disease. B. bovisinvasion into the bovine erythrocytes involves the interaction between the parasites merozoites mo-lecules with host cell receptors. Therefore, knowing the proteins involved in the invasion process will enable understanding the parasite biology. Objective: To describe the important molecules involved in the B. bovis invasion process to bovine erythrocytes.Methodology: A search was made on NCBI, Medline, LILACS and SciELO databases using keywords as "Babesia bovis AND invasion process", "MSA-1", "RON2", "AMA-1", "moving junction", "B. bovis AND Vaccine candidates". 61 studies written in English describing the study for proteins that take place during invasion process which have been published until mayo were completely revised. Results: Given that the bovine erythrocyte invasion process is key for the pathogenesis of bovine babesiosis, a review was made where 3 proteins were found to be associated to the recognition and invasion processes of target cells: MSA-1, AMA-1 and RON2. However, the details at molecular level for the inter an intramolecular interaction have not yet been fully elucidated. Conclusions: Study the molecules involved in host-parasite interactions will allow understanding how the B. bovis invasion process to erythrocytes occurs and evaluating their future utility as a component of an effective control strategy for this parasitosis

Introdução: A babesiose bovina é causada por parasitas Apicomplexa do gênero Babesia, sendo a Babesia bovis a espécie associada com os sinais clínicos mais graves da doença. A invasão de B. bovis em eritrócitos bovinos envolve a interação entre moléculas dos merozoítos parasitas com receptores nas células hospedeiras. Por conseguinte, o conhecimento das proteínas envolvidas neste processo é um passo importante para a compreensão da biologia do parasita. Objetivo: Descrever as principais moléculas envolvidas no processo de invasão de B. bovis em eritró-citos bovinos. Metodologia: Foi realizada uma pesquisa no NCBI, Medline, LILACS e SciELO utilizando os termos: "Babesia bovis AND invasion process", "MSA-1", "RON2", "AMA-1", "moving junction", "B. bovis AND Vaccine candidates". Até maio de 2020 estavam disponíveis 61 publicações em inglês, que descreviam o estudo das proteínas acima referidas e o seu envolvimento na invasão. Resultados: Como o processo de invasão de eritrócitos bovinos é fundamental para á patogênese da babesiose bovina, a revisão encontrou 3 proteínas de B. bovis envolvidas no reconhecimento e invasão de células alvo: MSA-1, AMA-1 e RON2. No entanto, os detalhes a nível molecular para as interações Inter e intramoleculares ainda não foram completamente elucidados. Conclusões: A compreensão das moléculas envolvidas nas interações parasita-hospedeiro permitirá entender como ocorre o processo da invasão de B. bovis em eritrócitos e, assim, avaliar sua utilidade futura como componente de uma estratégia efetiva de controle contra esta parasitose

Fundamentos y aplicaciones biomédicas de las principales tecnologías de secuenciación: una revisión de literatura / Biomedical Foundations and Applications of Major Sequencing Technologies: A Literature Review / Fundamentos e aplicações biomédicas das principais tecnologias de sequenciamento: uma re-visão da literatura

Introducción: el objetivo de la secuenciación es determinar la composición de los nucleótidos presentes en el ADN o el ARN. Desde la finalización del proyecto genoma humano, surgieron diversas tecnologías de secuenciación rápida como Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio y Oxford Nanopore, más precisas y costoeficientes, que permiten desarrollar proyectos a gran escala y estudiar genes y genomas, la composición de microbiomas, enfermedades metabólicas y enfermedades genéticas que afectan a la población. Objetivo: describir los fundamentos de los métodos de secuenciación de ADN y sus aplicaciones en las ciencias biomédicas. Métodos: revisión descriptiva de las principales estrategias de secuenciación de ADN de primera, segunda y tercera generación y su aplicación en el entorno biomédico, a partir de la búsqueda de artículos en bases de datos electró-nicas especializadas en investigación científica. Se encontraron 118 documentos, de los cuales se excluyeron 6, por no cumplir con los criterios de inclusión, y se seleccionaron 112, por cumplir con todos los requisitos. Conclusiones:el surgimiento de los métodos de secuenciación de siguiente generación arroja una gran canti-dad de datos, incluidos genomas secuenciados completamente de varias especies, con un rendimiento extenso, tiempos reducidos y costoeficiencia, que lleva a la completa transformación de las ciencias de la vida y logra un progreso sin precedentes en el análisis de genomas, la evaluación de la ecología microbiana y el diagnóstico de enfermedades.

Introduction: The purpose of sequencing is to determine the composition of the nucleotides present in DNA or RNA. Since the completion of the human genome project, several sequencing technologies such as Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio and Oxford Nanopore have emerged as tools for rapid sequencing, with greater precision and cost-efficiency, allowing the development of lar-ge-scale projects and the study of genes and genomes, along with the composition of microbiomes and the study of metabolic and genetic diseases that affect the population. Objective: To describe the foundations of the methods of DNA sequencing and their applications in the biomedical sciences. Methods: Descriptive review of the main strategies of first, second and third generation DNA sequencing and their application in the biomedical environment. This review was carried out by searching articles in electronic databases specialized in scientific research. A total of 118 papers were found, of which 6 were excluded as they did not meet the inclusion criteria and 112 were selected as meeting all the requirements. Conclusions: The emergence of next-generation sequencing methods yielding a wealth of data, including fully sequenced genomes of various species, with extensive throughput, reduced time and cost-effec-tiveness that has led to the complete transformation of the life sciences, achieving unprecedented progress in genome analysis, assessment of microbial ecology and disease diagnosis

Introdução: o objetivo do sequenciamento é determinar a composição dos nucleotídeos presentes no DNA ou RNA. Desde a conclusão do projeto do genoma humano, surgiram diversas tecnologias de sequenciamento rápida como Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio e Oxford Nanopore, mais precisas e econômicas, que permitem o desenvolvimento de projetos de grande escala e estudo de genes e genomas, composição de microbiomas, doenças metabólicas e genéticas que afetam a popula-ção. Objetivo: descrever os fundamentos dos métodos de sequenciamento de DNA e suas aplicações nas ciências biomédicas. Métodos: revisão descritiva das principais estratégias de sequenciamento de DNA de primeira, segunda e terceira geração e sua aplicação no ambiente biomédico, a partir da busca de artigos em bases de dados eletrônicas especializadas em pesquisa científica. Foram encontrados 118 documen-tos, dos quais 6 foram excluídos por não atenderem aos critérios de inclusão e 112 fo-ram seleciona-dos por atenderem a todos os requerimentos. Conclusões: o surgimento de métodos de sequenciamento de próxima geração rende uma riqueza de dados, incluindo genomas totalmente se-quenciados de várias espécies, com produção extensa, tempos reduzidos e eficiência de custo, levando à transformação completa das ciências da vida e alcançando um progresso sem precedentes no genoma análise, avaliação de ecologia microbiana e diagnóstico de doenças.

Receptores del hospedero implicados en la invasión del merozoito de Plasmodium falciparum: revisión / Host receptors involved in the invasion of Plasmodium falciparum merozoite: Review / Receptores do hospedeiro envolvidos na invasão do merozoíto de Plasmodium falciparum: revisão

Introducción. La malaria es un problema de salud pública a nivel mundial y es causada por 5 especies de parásitos apicomplejos del género Plasmodium. La invasión exitosa de los merozoítos al glóbulo rojo es una etapa fundamental en el ciclo de vida del parásito, el cual usa un variado repertorio de ligandos que interactúan de forma específica con receptores presentes en la membrana del glóbulo rojo. Objetivo. Revisar las características moleculares y estructurales de los receptores expresados en la superficie de los glóbulos rojos, implicados en el proceso de invasión del merozoito de Plasmodium falciparum. Método. Revisión descriptiva sobre las características moleculares y estructurales de los receptores de la superficie del glóbulo rojo, los cuales juegan un papel fundamental durante la invasión del merozoíto de Plasmodium falciparum. Esta revisión empezó por la búsqueda de literatura publicada hasta el año 2019 en bases de datos electrónicas, especializadas en la divulgación de investigación biomédica. Se encontraron 127 documentos, de los cuales se seleccionaron 111 y se excluyeron 33 por no cumplir los criterios de inclusión; en total, se analizaron 78 referencias. Conclusión. En esta revisión se resumieron las características moleculares y estructurales de los receptores presentes en el glóbulo rojo importantes en el proceso de invasión del merozoito de P. falciparum. También, se resaltó la importancia de elucidar las diferentes vías de invasión del parásito y así, poder desarrollar alternativas profilácticas o terapéuticas que conduzcan a mitigar o eliminar la malaria

Introduction. Malaria is a public health problem worldwide. It is caused by 5 species of the Apicomplexa genus Plasmodium. The successful invasion of the erythrocyte by Plasmodium merozoites is a critical stage in the life cycle of the parasite, which uses a broad repertoire of ligands that interact in a specific way with receptors expressed on the membrane of the erythrocyte. Objective. To review the molecular and structural characteristics of the receptors expressed on the erythrocyte surface, involved in the process of merozoite invasion by Plasmodium falciparum. Method. Here, we descriptively review of the molecular and structural characteristics of the red blood cell surface receptors, which play a key role during the invasion of Plasmodum falciparum merozoite. To this purpose, we searched the literature published until 2019 in electronic databases specialized in biomedical research. 127 documents were found, of these, 111 were selected, 33 were excluded and 78 references were analyzed. Conclusion. In this review, the molecular and structural characteristics of the receptors expressed on the erythrocytes and important in the process of invasion of P. falciparum merozoites were discussed. With this, we highlight the importance of elucidating the different invasion pathways the parasite, in order to develop prophylactic or therapeutic alternatives that could lead to mitigate or eliminate malaria.

Introdução. A malária é um problema de saúde pública a nível mundial, é causada por 5 espécies de parasitos do Filo Apicomplexa, do gênero Plasmodium. A invasão bem-sucedida de merozoítos nas hemácias, é uma etapa fundamental no ciclo de vida do parasita, que usa um repertório variado de ligandos que interatuam especificamente com receptores presentes na membrana dos glóbulos vermelhos. Objetivo. Revisão descritiva das características moleculares e estruturais dos receptores da superfície dos glóbulos vermelhos, que desempenham um papel fundamental durante a invasão do merozoíto de Plasmodium falciparum. Método. Revisão descritiva das características moleculares e estruturais dos receptores da superfície dos glóbulos vermelhos, que desempenham um papel fundamental durante a invasão do merozoíto de Plasmodium falciparum. Esta revisão foi baseada na pesquisa de literatura publicada até 2019 nas bases de dados eletrônicas especializadas na divulgação de pesquisas biomédicas. Foram encontrados 127 documentos, dos quais 111 foram selecionados e 33 foram excluídos por não apresentarem os critérios de inclusão, analisando um total de 78 referências. Conclusão. Nesta revisão, foram resumidas as características moleculares e estruturais dos receptores presentes nos glóbulos vermelhos, importantes no processo de invasão do merozoíto de P. falciparum. Também foi destacada a importância de elucidar as diferentes vias de invasão do parasita, a fim de desenvolver alternativas profiláticas ou terapêuticas que levem a mitigar ou eliminar a malária.

Macrophyte Communities of Andean Rivers: Composition and Relation with Environmental Factors / Comunidades de macrófitas en ríos andinos: composición y relación con factores ambientales

RESUMEN Los pequeños ríos de los Andes tropicales se han estudiado escasamente y poco se conoce sobre la composición, diversidad y estructura de sus comunidades de macrófitas. En esta investigación se estudiaron las comunidades de plantas acuáticas de 18 pequeños ríos andinos pertenecientes a las cuencas de los ríos La Vieja (Quindío) y Otún (Risaralda) en la ecorregión cafetera colombiana, una de las más afectadas por actividades antrópicas en el país. Se buscó evaluar el efecto del uso del suelo sobre la estructura de las comunidades de macrófitas. Para ello se seleccionaron ríos que nacen y discurren exclusivamente en cada uno de los usos del suelo dominantes en cada cuenca. El muestreo se realizó en dos épocas climáticas distintas del año 2006. La vegetación acuática encontrada en las dos cuencas (54 especies, pertenecientes a 25 familias) presentó riqueza y abundancia menores que las reportadas en otros sistemas acuáticos tropicales y estuvo dominada por especies con alta capacidad de adaptación a ambientes cambiantes o alterados. Se encontró que variables ambientales de los ríos asociadas con el tipo de uso del suelo, como la temperatura, la conductividad y el tipo de sustrato, fueron las que principalmente explicaron la estructura de las comunidades de macrófitas. Los ríos de zonas ganaderas, con dominancia de sustrato fino y valores más altos de temperatura y conductividad, presentaron mayor riqueza y abundancia de especies que los ríos de zonas con uso forestal, caracterizados por una alta cobertura arbórea del cauce, menor temperatura, baja concentración de nutrientes y predominancia de sustrato rocoso.

ABSTRACT Small streams of tropical Andes have been poorly studied. Therefore, there is little information about the structure, dynamics and function of their macrophyte communities. In this research, aquatic plant communities of 18 Andean streams of La Vieja (Quindío) and Otún (Risaralda) river basins were studied; those are some of the basins most affected by anthropic activities in the country. Streams were selected according to their association with the main land's uses of the region in both basins. The aim of the study was to evaluate the effect of land use on the structure of macrophyte communities. Streams running exclusively through each land use were selected. Sampling was done in two different climatic seasons in 2006. Vegetation found (54 species belonging to 25 families) was dominated by species with high capability of adaptation to changing and disturbed environments. Richness and abundance of macrophytes were lower than those reported in other tropical aquatic systems. Variables associated with land use, such as temperature, conductivity and type of substrate of the streams mainly explained the structure of the macrophyte communities: streams running on meat-cattle areas -with higher temperatures, conductivity and dominance of sandy-slimy substrates- had higher macrophyte species richness and abundance than streams of protected-forest areas, with higher coverage of riparian vegetation, lower temperatures and conductivity and rocky substrates.