In this review, we focus on the sequenced genomes of the pathogens Naegleria fowleri, Acanthamoeba spp. and Balamuthia mandrillaris, and the remarkable discoveries regarding the pathogenicity and genetic information of these organisms, using techniques related to the various omics branches like genomics, transcriptomics, and proteomics. Currently, novel data produced through comparative genomics analyses and both differential gene and protein expression in these free-living amoebas have allowed for breakthroughs to identify genes unique to N. fowleri, genes with active transcriptional activity, and their differential expression in conditions of modified virulence. Furthermore, orthologous genes of the various nuclear genomes within the Naegleria and Acanthamoeba genera have been clustered. The proteome of B. mandrillaris has been reconstructed through transcriptome data, and its mitochondrial genome structure has been thoroughly described with a unique characteristic that has come to light: a type I intron with the capacity of interrupting genes through its self-splicing ribozymes activity. With the integration of data derived from the diverse omic sciences, there is a potential approximation that reflects the molecular complexity required for the identification of virulence factors, as well as crucial information regarding the comprehension of the molecular mechanisms with which these interact. Altogether, these breakthroughs could contribute to radical advances in both the fields of therapy design and medical diagnosis in the foreseeable future.
Title: Application des sciences de l’omique à l’étude de Naegleria fowleri, Acanthamoeba spp. et Balamuthia mandrillaris : état actuel et projections futures.
Abstract: Dans cette revue, l’accent est mis sur les génomes séquencés des agents pathogènes Naegleria fowleri, Acanthamoeba spp. et Balamuthia mandrillaris, et les découvertes remarquables concernant la pathogénicité et l’information génétique de ces organismes, en utilisant des techniques liées aux diverses branches de l’omique comme la génomique, la transcriptomique et la protéomique. Actuellement, de nouvelles données produites par des analyses génomiques comparatives et l’expression différentielle des gènes et des protéines dans ces amibes libres ont permis des percées pour identifier des gènes uniques à N. fowleri, des gènes avec une activité transcriptionnelle active et leur expression différentielle dans des conditions de virulence modifiée. En outre, les gènes orthologues des divers génomes nucléaires des genres Naegleria et Acanthamoeba ont été regroupés. Le protéome de B. mandrillaris a été reconstruit grâce aux données du transcriptome, et la structure de son génome mitochondrial décrite de manière détaillée, mettant ainsi une caractéristique unique à jour : un intron de type I avec la capacité d’interrompre les gènes par son activité d’auto-épissage des ribozymes. Avec l’intégration des données issues des diverses sciences omiques, il existe une approximation potentielle qui reflète la complexité moléculaire requise pour l’identification des facteurs de virulence, ainsi que des informations cruciales concernant la compréhension des mécanismes moléculaires avec lesquels ceux-ci interagissent. Dans l’ensemble, ces percées pourraient contribuer à des progrès notables à la fois dans les domaines de la conception de la thérapie et du diagnostic médical dans un avenir proche.
Keywords: Free-living amoebas; Genomic; Next generation sequencing; Omics; Proteomic; Transcriptomic.
© L.Z. Rodriguez-Anaya et al., published by EDP Sciences, 2021.