Análise e identificação de produtos do catabolismo de heme nas formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi

O Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas, possui um ciclo de vida complexo, deve lidar com diversas condições do ambiente e depende dos hospedeiros para suprir suas necessidades nutricionais. Uma delas é a necessidade de captar a molécula de heme (Fe-protoporfirina IX) que será utilizada como fator de crescimento. Os mecanismos envolvendo o metabolismo de heme são cruciais para a sobrevivência do T. cruzi pois o parasito não possui várias enzimas de biossíntese dessa porfirina e o heme livre pode apresentar citotoxicidade para célula. Na tentativa de perseguir o destino final do heme no parasito, nós estudamos essa via inexplorada no T. cruzi. Nessa tese, nós demonstramos que epimastigotas cultivados com heme, produziram os compostos, α-meso hidroxiheme, verdoheme e biliverdina (identificados por HPLC acoplado á espectrofotômetria). Além disso, nós observamos através de análise dos extratos de epimastigotas no espectrômetro de massas (LQT Orbitrap), espécies iônicas de m/z 583,4 e m/z 619,3. A fragmentação subsequente desses íons originaram espécies filhas típicas das moléculas de biliverdina e verdoheme, respectivamente. Nós observamos também, espécies iônicas de m/z 1397,4 e m/z 1135,4. A fragmentação dessas espécies produziram íons, sendo um deles com a mesma massa molecular de heme (m/z 616,3). Essa espécie iônica por sua vez, gerou fragmentos iônicos idênticos a uma molécula de heme, confirmando que esses intermediários são produtos da modificação da porfirina. Baseado nesses resultados, nós propomos um modelo onde o catabolismo de heme em T. cruzi, envolveria a conjugação da bis(glutationil)spermina, um derivado da tripanotiona presente em tripanossomatídeos, à porfirina (m/z 1137,4), seguido da remoção de dois resíduos de ácidos glutâmicos (m/z 1135,4). Embora o significado bioquímico e fisiológico da adição desse resíduo tiol na molécula de heme ainda é pouco compreendido, alguns trabalhos demonstram a abilidade desses compostos em ligar na porfirina, sem contar também, que esse heme conjugado poderia resultar em uma forma efetiva de prevenção de danos à membrana e a célula ocasionados pelo acúmulo de heme livre. Em conjunto, esses resultados fornecem novas abordagens do metabolismo de heme em T. cruzi, revelando possíveis alvos de intervenção quimioterápica futuros. Nossa proposta está direcionada para uma via ativa de catabolismo de heme que inclui a adição de grupos tiol (derivado da tripanotiona) à heme e a clivagem do anel porfirínico originando a molécula de biliverdina.

A PCR-based RFLP analysis of Sarcocystis cruzi (Protozoa : Sarcocystidae) in Yunnan province, PR china, reveals the water buffalo (Bubalus bubalis) as a natural intermediate host

A polymerase chain reaction-based restriction fragment length polymorphism (RFLP) approach is used to examine Sarcocystis cruzi-like taxa from the atypical intermediate host, water buffalo, in Yunnan, People's Republic of China. The loci examined lie with

Indicadores entomológicos de los triatominos domiciliarios (Hemiptera: Reduviidae) y prevalencia de sueros reactivos a Trypanosoma cruzi en habitantes de 10 localidades del municipio de General Terán, Nuevo León, México

Tesis (Maestro en Ciencias con Especialidad en Entomología Médica) U.A.N.L.

Determinación de la seroprevalencia a trypanosoma cruzi (kinetoplastida: trypanosomatidae) y su asociación con el vector (hemíptera: triatominae) en el estado de Quintana Roo.

Tesis (Doctor en Ciencias con Acentuación en Entomología Médica) UANL, 2012.

Avaliação das quimiocinas e da expressão de seus receptores em células mononucleares de pacientes portadores da doença de Chagas submetidas à infecção in vitro com Trypanosoma cruzi e tratamento com benzonidazol

Atualmente o Brasil apresenta 3 milhões de indivíduos portadores da cardiomiopatia chagásica. Porém, tratamento etiológico com o fármaco Benzonidazol (BZ) na fase crônica da doença ainda não está elucidado. Acredita-se que a recomendação do BZ nessa fase, pode prevenir ou retardar a evolução clínica da cardiomiopatia na Doença Chagas (DC). Assim o objetivo do estudo é avaliar a produção de quimiocinas e expressão de seus receptores em Células mononucleares do sangue periférico - PBMC (de portadores crônicos da doença de Chagas) submetidas in vitro ao tratamento com BZ, após a infecção com T.cruzi. Foram selecionados 11 pacientes na fase crônica da doença. Amostras de sangue desses pacientes foram coletadas para obtenção de PBMC, em que foram cultivadas em placas de cultivo na concentração de 106 células/ml por poço. Após a adesão das células aderentes (principalmente macrófagos), as células não aderentes (principalmente linfócitos) foram removidas e as formas tripomastigotas foram adicionadas ao cultivo para infecção das células aderentes. Subsequente a incubação, as células não aderentes foram adicionadas novamente ao cultivo juntamente com o fármaco Bz (1µg/mL), ficando um co-cultivo de células aderentes infectadas com T.cruzi, células não aderentes e o BZ (C+T+BZ). As placas de cultura foram incubadas por períodos de 24h e 5 dias. Para uma análise fidedigna da ação do BZ nas células aderentes e não aderentes foi necessário a criação dos controles: células (C), células e tripomastigotas (C+T) e células e o BZ (C+BZ). Após o cultivo, foram coletados os sobrenadantes das culturas, para avaliação da produção de quimiocinas (CCL2, CXL9, CXL10, CCL5 e CXCL8) por CBA (Cytometric Bead Array). Posteriormente foi realizada a imunofenotipagem, avaliando a expressão dos receptores CCR3, CCR4, CXCR3, CXCR5, CCR1, CXCR4, CXCR2 e CCR5, em linfócitos T CD3+ e monócitos CD14+. Os resultados obtidos na avaliação dos linfócitos mostraram que o receptor CXCR5 esteve aumentado na condição C+T+BZ; e os receptores CCR4 e CCR1 estavam diminuídos nessa mesma condição. Nos monócitos observamos uma diminuição de CCR4 e um aumento do CCR5 nas mesmas condições. Com relação a dosagem de quimiocinas no sobrenadante, foi evidenciado que CCL2 e CXCL8 apresentaram uma diminuição na condição C+T+BZ. Assim podemos concluir que devido ao caráter inflamatório modulado, que o BZ conduziu, podemos afirmar que o fármaco demonstrou benefícios relevantes na expressão de receptores e na produção de quimiocinas

Avaliação do efeito do benzonidazol sobre linfócitos, de portadores crônicos da doença de Chagas, submetidos experimentalmente à exposição ao Trypanosoma cruzi

O único medicamento disponível para o tratamento da doença de Chagas (DC) no Brasil é o benzonidazol (Bz). O beneficio da medicação aos portadores crônicos da doença ainda demonstra controvérsias, mas seu uso nessa fase pode ter a finalidade de prevenir/retardar a evolução da DC para formas mais graves. Os fenômenos imunológicos que ocorrem após a terapia com o Bz ainda não estão elucidados. Assim, este estudo propôs avaliar o efeito do Bz sobre o perfil imunológico de linfócitos T e a produção de citocinas por células da resposta imune expostas in vitro ao T. cruzi. Amostras de sangue de portadores crônicos da DC foram coletadas para obtenção de células mononucleares de sangue periférico com posterior infecção com tripomastigotas de T. cruzi, seguida de adição do Bz às culturas. Após o tempo de cultivo, os sobrenadantes foram estocados para posterior análise das citocinas IFN-gama, TNF, IL-10, IL-6, IL-4 e IL-2 por CBA e as células foram avaliadas por citometria de fluxo, quanto à expressão das moléculas CD28+ e CTLA-4+ e a produção de citocinas (IL-10 e IFN-gama) em linfócitos T CD4+ e CD8+. Nossos resultados mostraram que o tratamento com o Bz aumentou a expressão da molécula CTLA-4+ em linfócitos T CD8+, indicando que o Bz pode induzir uma modulação da resposta imune e, consequentemente, diminuir a ativação exacerbada dessas células. Além disso, verificamos uma diminuição da produção da citocina IL-10 por linfócitos T CD4+ na presença do Bz. Com relação à produção global de citocinas por células aderentes e não aderentes, observamos que o Bz causou uma diminuição da citocina pró-inflamatória TNF e da citocina anti-inflamatória IL-10, enquanto que as outras citocinas (IFN-gama, IL-6, IL4 e IL-2) permaneceram com níveis elevados de produção na presença desse fármaco. Nossos resultados sugerem que o Bz induz uma regulação da ativação de linfócitos T CD8+ e a produção de citocinas do perfil Th1 modulado por citocinas do perfil Th2, em células de portadores crônicos da DC. Assim, acreditamos que a administração do Bz aos portadores de formas clínicas brandas da DC pode ser benéfica a esses pacientes, visto que o Bz não promoveu um perfil inflamatório exacerbado

Effects of cyclooxygenase inhibitors on parasite burden, anemia and oxidative stress in murine Trypanosoma cruzi infection

Prostaglandins are known to be produced by macrophages when challenged with Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas` disease. It is not known whether these lipid mediators play a role in oxidative stress in host defenses against this important protozoan parasite. In this study, we demonstrated that inducible cyclooxygenase-mediated prostaglandin production is a key chemical mediator in the control of parasite burden and erythrocyte oxidative stress during T. cruzi infection in C57BL/6 and BALB/c mice, prototype hosts for the study of resistance and susceptibility in murine Chagas` disease. The results suggested the existence of at least two mechanisms of oxidative stress, dependent or independent with regard to the nitric oxide and cyclooxygenase pathway, where one or the other is more evident depending on the mouse strain.

Neurodegeneration and Increased Production of Nitrotyrosine, Nitric Oxide Synthase, IFN-gamma and S100 beta Protein in the Spinal Cord of IL-12p40-Deficient Mice Infected with Trypanosoma cruzi

Background/Aim: Chagas` disease is caused by Trypanosoma cruzi and occurs in most Latin American countries. The protozoan may colonize the central nervous system (CNS) of immune-compromised human hosts, thus causing neuronal disorders. Systemic control of the intracellular forms of the parasite greatly depends on the establishment of a TH1 response and subsequent nitric oxide (NO) release. At the CNS, it is known that low concentrations of NO promote neuronal survival and growth, while high concentrations exert toxic effects and neuron death. Accounting for NO production by astrocytes is the glia-derived factor S100 beta, which is overproduced in some neurodegenerative diseases. In the current work, we studied the expression of NO, interferon (IFN)-gamma and S100 beta in the spinal cord tissue of IL-12p40KO mice infected with T. cruzi, a model of neurodegenerative process. Methods: IL-12p40KO and wild-type (WT) female mice infected with T. cruzi Sylvio X10/4 (10(5) trypomastigotes, intraperitoneally) were euthanized when IL-12p40KO individuals presented limb paralysis. Spinal cord sections were submitted to immunohistochemical procedures for localization of neurofilament, laminin, nitrotyrosine, NO synthases (NOS), IFN-gamma and S100 beta. The total number of neurons was estimated by stereological analysis and the area and intensity of immunoreactivities were assessed by microdensitometric/morphometric image analysis. Results: No lesion was found in the spinal cord sections of WT mice, while morphological disarrangements, many inflammatory foci, enlarged vessels, amastigote nests and dying neurons were seen at various levels of IL-12p40KO spinal cord. Compared to WT mice, IL-12p40KO mice presented a decrement on total number of neurons (46.4%, p<0.05) and showed increased values of immunoreactive area for nitrotyrosine (239%, p<0.01) and NOS (544%, p<0.001). Moreover, the intensity of nitrotyrosine (16%, p<0.01), NOS (38%, p<0.05) and S100 beta (21%, p<0.001) immunoreactivities were also augmented. No IFN-gamma labeled cells were seen in WT spinal cord tissue, contrary to IL-12p40KO tissue that displayed inflammatory infiltrating cells and also some parenchymal cells positively labeled.Conclusion: We suggest that overproduction of NO may account for neuronal death at the spinal cord of T. cruzi-infected IL-12p40KO mice and that IFN-gamma and S100 beta may contribute to NOS activation in the absence of IL-12. Copyright (C) 2009 S. Karger AG, Basel

Trypanosoma cruzi: parasite shed vesicles increase heart parasitism and generate an intense inflammatory response

Trypanosoma cruzi trypomastigotes continuously shed into the medium plasma membrane fragments sealed as vesicles enriched in glycoproteins of the gp85 and trans-sialidase (TS) superfamily and alpha-galactosyl-containing glycoconjugates. Injection of a vesicle fraction into BALB/c mice prior to T. cruzi infection led to 40% of deaths on the 16th day post-infection and 100% on day 20th whereas 20% of untreated animals survived for more than 30 clays. The vesicle-treated animals developed severe heart pathology, with intense inflammatory reaction and higher number of amastigote nests. Analysis of the inflammatory infiltrates 15 days after infection showed predominance of TCD4(+) lymphocytes and macrophages, but not of TCD8(+) cells, as well as a decrease of areas labeled with anti-iNOS antibodies as compared to the control. Higher levels of IL-4 and IL-10 mRNAs were found in the hearts and higher IL-10 and lower NO levels in splenocytes of vesicles pretreated animals. Treatment of mice with neutralizing anti-IL-10 or anti-IL-4 antibodies precluded the effects of pre-inoculation of membrane vesicles on infection. These results indicate that T. cruzi shed membrane components increase tissue parasitism and inflammation by stimulation of IL-4 and IL-10 synthesis and thus may play a central role in the pathogenesis of Chagas` disease acute phase. (c) 2008 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

The Trypanosoma cruzi proteins TcCox10 and TcCox15 catalyze the formation of heme A in the yeast Saccharomyces cerevisiae

Trypanosoma cruzi, the etiologic agent for Chagas` disease, has requirements for several cofactors, one of which is heme. Because this organism is unable to synthesize heme, which serves as a prosthetic group for several heme proteins (including the respiratory chain complexes), it therefore must be acquired from the environment. Considering this deficiency, it is an open question as to how heme A, the essential cofactor for eukaryotic CcO enzymes, is acquired by this parasite. In the present work, we provide evidence for the presence and functionality of genes coding for heme O and heme A synthases, which catalyze the synthesis of heme O and its conversion into heme A, respectively. The functions of these T. cruzi proteins were evaluated using yeast complementation assays, and the mRNA levels of their respective genes were analyzed at the different T. cruzi life stages. It was observed that the amount of mRNA coding for these proteins changes during the parasite life cycle, suggesting that this variation could reflect different respiratory requirements in the different parasite life stages.

Comparative phylogeography of Trypanosoma cruzi TCIIc: New hosts, association with terrestrial ecotopes, and spatial clustering

We characterized 28 new isolates of Trypanosoma cruzi IIc (TCIIc) of mammals and triatomines from Northern to Southern Brazil, confirming the widespread distribution of this lineage. Phylogenetic analyses using cytochrome b and SSU rDNA sequences clearly separated TCIIc from TCIIa according to terrestrial and arboreal ecotopes of their preferential mammalian hosts and vectors. TCIIc was more closely related to TCIId/e, followed by TCIIa, and separated by large distances from TCIIb and TCI. Despite being indistinguishable by traditional genotyping and generally being assigned to Z3, we provide evidence that TCIIa from South America and TCIIa from North America correspond to independent lineages that circulate in distinct hosts and ecological niches. Armadillos, terrestrial didelphids and rodents, and domestic dogs were found infected by TCIIc in Brazil. We believe that, in Brazil, this is the first description of TCIIc from rodents and domestic dogs. Terrestrial triatomines of genera Panstrongylus and Triatoma were confirmed as vectors of TCIIc. Together, habitat, mammalian host and vector association corroborated the link between TCIIc and terrestrial transmission cycles/ecological niches. Analysis of ITS1 rDNA sequences disclosed clusters of TCIIc isolates in accordance with their geographic origin, independent of their host species. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.