O grupo da Dra. Maria Carolina Elias atua em duas linhas distintas. Na primeira, desenvolvida desde 2005, busca compreender a modulação da replicação e o envolvimento deste processo na infecção causada pelo organismo patogênico Trypanosoma cruzi. Nesse contexto, busca entender as moléculas e a dinâmica envolvidas na replicação do DNA no genoma, a presença de estresse replicativo e, assim, o papel da replicação no equilíbrio manutenção genômica X variabilidade genética. Na segunda linha de pesquisa, iniciada durante a pandemia de SARS-CoV-2, busca compreender a circulação de genótipos virais no território nacional no contexto das vacinas produzidas pelo Instituto Butantan.

O processo de replicação do DNA conta com dois elementos genéticos, regiões genômicas onde a replicação tem início e uma maquinaria que reconhece estas regiões como origens de replicação, disparam o processo de replicação durante a fase S do ciclo celular e estão envolvidas no bloqueio de uma nova replicação nas demais fases do ciclo. Esse bloqueio de replicação em Trypanosoma cruzi é necessário também durante o ciclo de vida, já que formas evolutivas infectivas são incapazes de replicar. Como o genoma sofre diversos processos como replicação, DNA e reparo, a localização das origens de replicação deve ser situada de maneira estratégica. Compreender a dinâmica da replicação traz informações sobre mecanismos utilizados pelo parasita para balancear estabilidade (replicação eficaz) X variabilidade genética (replicação e reparo sujeitos a erros) e, portanto, evoluir diante das pressões impostas por seus hospedeiros.

As doenças virais são um desafio contínuo para a saúde global, com surtos e epidemias devastadoras causadas por vírus respiratórios como o coronavírus (SARS-CoV-1, MERS, SARS-CoV-2), Influenza A H1N1pdm 2009, vírus Ebola e Zika. A OMS estima que anualmente há um bilhão de casos de infecções pelo vírus influenza, resultando em até 650 mil mortes por doenças respiratórias relacionadas. A constante ameaça de novas cepas virais, com alto potencial de mutação, torna necessária a compreensão em tempo real da dinâmica de circulação e evolução viral para o contínuo aprimoramento de vacinas no Instituto Butantan. 

1. Biologia da Relação Patógeno-Hospedeiro. Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biomédicas, USP.  
2. Mestrado Profissional em Biotecnologia e Bioprocessos. Instituto Butantan

1. Vitarelli MdO, Franco TA, Pires DdS, Lima ARJ, Viala VL, Kraus AJ, de Azevedo IdLMJ, da Cunha JPC, Elias MC. Integrating high-throughput analysis to create an atlas of replication origins in Trypanosoma cruzi in the context of genome structure and variability. mBio. 2024 Apr 10;15(4):e0031924. doi: 10.1128/mbio.00319-24. Epub 2024 Mar 5. PMID: 38441981; PMCID: PMC11005370.
2. Giovanetti M, Slavov SN, Fonseca V, Wilkinson E, Tegally H, Patané JSL, Viala VL, San EJ, Rodrigues ES, Santos EV, , Moraes MM, Grotto RMT, Souza-Neto JA, Nogueira ML, Fukumasu H, Coutinho LL, Calado RT, Neto RM, Bispo de Filippis AM, Venancio da Cunha R, Freitas C, Peterka CRL, de Fátima Rangel Fernandes C, Navegantes W, do Carmo Said RF, Campelo de A E Melo CF, Almiron M, Lourenço J, de Oliveira T, Holmes EC, Haddad R, Sampaio SC, Elias MC, Kashima S, Junior de Alcantara LC, Covas DT. Genomic epidemiology of the SARS-CoV-2 epidemic in Brazil. Nat Microbiol. 2022 Sep;7(9):1490-1500. doi: 10.1038/s41564-022-01191-z. Epub 2022 Aug 18. PMID: 35982313; PMCID: PMC9417986.
3. Pavani RS, de Lima LP, Lima AA, Fernandes CAH, Fragoso SP, Calderano SG, Elias MC. Nuclear export of replication protein A in the nonreplicative infective forms of Trypanosoma cruzi. FEBS Lett. 2020 May;594(10):1596-1607. doi: 10.1002/1873-3468.13755. Epub 2020 Mar 2. PMID: 32052428.
4. de Araujo CB, da Cunha JPC, Inada DT, Damasceno J, Lima ARJ, Hiraiwa P, Marques C, Gonçalves E, Nishiyama-Junior MY, McCulloch R, Elias MC. Replication origin location might contribute to genetic variability in Trypanosoma cruzi. BMC Genomics. 2020 Jun 22;21(1):414. doi: 10.1186/s12864-020-06803-8. PMID: 32571205; PMCID: PMC7310030.
5. Godoy PD, Nogueira-Junior LA, Paes LS, Cornejo A, Martins RM, Silber AM, Schenkman S, Elias MC. Trypanosome prereplication machinery contains a single functional orc1/cdc6 protein, which is typical of archaea. Eukaryot Cell. 2009 Oct;8(10):1592-603. doi: 10.1128/EC.00161-09. Epub 2009 Aug 28. PMID: 19717742; PMCID: PMC2756867.

Atuais

Ricardo Obonaga Gomez – Pós-Doutorando 

Isabela Carvalho Brcko – Pós-Doutoranda (Bolsista FAPESP)

Giovanna Nalin Parmegiani – Doutoranda (Bolsista FAPESP)

Igor Santana Ribeiro – Doutoranda (Bolsista FAPESP)

Melissa Martins de Oliveira – Doutoranda (Bolsista CAPES)

Ruana De Paula Freitas – Mestranda (Bolsista FAPESP)

Sofia Krajnovic Xavier - IC (PIBIC)

Cesare Pirillo Carnevalle Dos Santos - IC

Egressos

Marcos Felipe Pinatto Botelho, Pesquisa e Desenvolvimento, Eurofarma

Loyze Paola Oliveira de Lima, Coordenadora do Sequenciamento Genético do Laboratório Estratégico de Diagnóstico do Instituto Butantan

Marcelo Santos da Silva, Professor do Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, USP.

Raphael de Souza Pavani, Postdoctoral Research Fellow at National Cancer Institute (NCI/NIH)

Paula Andrea Marin Munoz, Pós-Doutorado em McGowan Institute For Regenerative Medicine - University of Pittsburgh

Christiane Bezerra de Araújo, Pesquisa e Desenvolvimento, Fundação Butantan

Ricardo Pariona Llanos, Professor da Universidad Nacional Mayor de San Marcos - Universidad Peruana de Ciências Aplicadas 

Simone Guedes Calderano, Pesquisadora no Instituto Butantan

Como o processo de replicação do DNA contribui para o sucesso da infecção causada por Trypanosoma cruzi (FAPESP: 20/00694-6). Projeto Temático

Contínuo aprimoramento de vacinas: Centro para Vigilância Viral e Avaliação Sorológica (CeVIVAS) (FAPESP: 21/11944-6). 

Linhagens de Trypanosoma cruzi:

• CL Brener
• CL Brener/Cas9

Colaborações

Instituto de Ciências Biomédicas - Universidade de São Paulo.

Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - Universidade de São Paulo.

Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas - Universidade Federal de São Paulo.

Universidade Estadual Paulista.

University of Glasgow, UK.

Instituto Pasteur, França. 

University of Rome Campus-Biomedico, Italia. 

1. Prêmio Tese Destaque USP 2021, área: Ciências Biológicas, pela orientação da tese: “Análise Funcional do coplexo Replication Protein A em tripanossomatídeos e seu envolvimento com DNA telomérico”.