RNA functions in parasite-host communication in the gut

Descripción del proyecto

Cómo usan el ARN los helmintos para regular la salud intestinal

En muchas especies animales, los gusanos parásitos gastrointestinales, conocidos como helmintos, liberan moléculas bioactivas que facilitan la tolerancia inmunitaria y las funciones intestinales. Recientemente, un grupo de científicos descubrió que el ARN es uno de los productos que liberan los helmintos para influir directamente sobre las células hospedadoras. El proyecto financiado con fondos europeos RNACOM analizará la manera en que los helmintos utilizan esta nueva forma de comunicación mediante el ARN para regular el epitelio intestinal y desarrollará estrategias para bloquear este mecanismo de comunicación durante la infección. RNACOM también permitirá obtener conocimientos moleculares y cuantitativos fundamentales sobre los procesos a través de los cuales el ARN de una especie puede influir sobre otra, lo que supondrá un avance en la biología del ARN y la evaluación de estrategias nuevas para el control parasitario. Por otra parte, la iniciativa creará una plataforma única para identificar nuevas redes génicas que apoyan las funciones de las células del intestino y la salud intestinal.

Objetivo

Cross-species communication is required for proper functioning of the mammalian gut, where different organisms share resources, coordinate digestion and maintain homeostasis. In many animals, parasitic worms (helminths) are part of this ecosystem, where they communicate through the release of bio-active molecules that promote immunological tolerance and modulate gut functions. Mechanisms of cross-species communication are still not well understood and my lab discovered that ribonucleic acids (RNA) are one of the products helminths release to directly influence host cells. The overall goal of RNACOM is to determine how gastrointestinal parasites use this novel form of RNA communication to regulate the gut epithelium and to develop strategies to block the communication mechanism during infection. We have recently discovered a specific Argonaute protein that gastrointestinal nematodes use to transmit parasite RNAs to mouse cells. We will target this protein to identify parasite-host RNA-RNA interactions that occur during chronic infection (Aim 1). We will then determine the specificity and function of parasite RNA transmission to mouse cells in the epithelium using model organoids and in vivo imaging (Aim 2) and will determine the mechanism of action of parasite RNAs in host gene suppression using synthetic and recombinant strategies (Aim 3). Finally we use genetic tools in the mouse model to determine the function of cross-species RNA-RNA interactions during infection, while testing new strategies to block RNA transmission by the parasite (Aim 4). RNACOM will bring key quantitative and molecular understanding to the processes by which RNA from one species can influence another, advancing a frontier area in RNA biology while testing new strategies of parasite control. In parallel RNACOM develops a unique platform for identifying new gene networks that underpin intestinal cell functions and gut health.