13 resultados para E-NTPDase
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Trichomonas vaginalis is a parasite of the human urogenital tract that causes trichomonosis, the most prevalent non-viral sexually transmitted disease. Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase (NTPDase) family members, which hydrolyse extracellular ATP and ADP and ecto-5′-nucleotidase, which hydrolyses AMP, have been characterised in T. vaginalis. For trichomonad culture, the growth medium is supplemented with 10% serum, which is an important source of nutrients, such as adenosine. Here, we investigated the ATP metabolism of T. vaginalis trophozoites from long-term cultures and clinical isolates under limited bovine serum conditions (1% serum). The specific enzymatic activities were expressed as nmol inorganic phosphate (Pi) released/min/mg protein, the gene expression patterns were determined by reverse transcriptase-polymerase chain reaction, the extracellular adenine nucleotide hydrolysis was analysed by high performance liquid chromatography and the cell cycle analysis was assessed by flow cytometry. Serum limitation led to the profound activation of NTPDase and ecto-5'-nucleotidase activities. Furthermore, the levels of NTPDase A and B transcripts increased and extracellular ATP metabolism was activated, which led to enhanced ATP hydrolysis and the formation of ADP and AMP. Moreover, the cell cycle was arrested at the G0/G1 stage, which suggested adenosine uptake. Our data suggest that under conditions of serum limitation, NTPDase and ecto-5'-nucleotidase play a role in providing the adenosine required for T. vaginalis growth and that this process contributes to the establishment of parasitism.
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Radiation proctitis is an inflammatory process associated with persistent and refractory lower gastrointestinal bleeding. Purinergic signaling regulates hemostasis, inflammation, and angiogenesis. For example, CD39, the vascular ectonucleotidase, blocks platelet activation and is required for angiogenesis. Whether CD39 expression is affected by radiation injury is unknown. The aim of this work was to study CD39 expression patterns after clinical radiation injury to the rectum. We prospectively enrolled eight patients with radiation proctitis and five gender-matched controls. Biopsies were taken from normal-appearing rectal mucosa of controls and from the normal sigmoid and abnormal rectum of patients. Expression patterns of CD39, P2Y2 receptor, CD31, CD61 integrin, and vascular endothelial growth factor receptor 2 were examined by immunostaining; levels of CD39 were further evaluated by Western blots. Chronic inflammatory lesions of radiation proctitis were associated with heightened levels of angiogenesis. Immunohistochemical stains showed increased vascular expression of CD39, as confirmed by Western blots. CD39 was co-localized with vascular endothelial markers CD31 and CD61 integrin, as well as expressed by stromal tissues. Development of neovasculature and associated CD39 expression in radiation proctitis may be associated with the chronic, refractory bleeding observed in this condition.
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Background: The protozoan Trypanosoma cruzi is the causative agent of Chagas disease. There are no vaccines or effective treatment, especially in the chronic phase when most patients are diagnosed. There is a clear necessity to develop new drugs and strategies for the control and treatment of Chagas disease. Recent papers have suggested the ecto-nucleotidases (from CD39 family) from pathogenic agents as important virulence factors. In this study we evaluated the influence of Ecto-Nucleoside-Triphosphate-Diphosphohydrolase (Ecto-NTPDase) activity on infectivity and virulence of T. cruzi using both in vivo and in vitro models. Methodology/Principal Findings: We followed Ecto-NTPDase activities of Y strain infective forms (trypomastigotes) obtained during sequential sub-cultivation in mammalian cells. ATPase/ ADPase activity ratios of cell-derived trypomastigotes decreased 3- to 6-fold and infectivity was substantially reduced during sequential sub-cultivation. Surprisingly, at third to fourth passages most of the cell-derived trypomastigotes could not penetrate mammalian cells and had differentiated into amastigote-like parasites that exhibited 3- to 4-fold lower levels of Ecto-NTPDase activities. To evidence the participation of T. cruzi Ecto-NTPDase1 in the infective process, we evaluated the effect of known Ecto-ATPDase inhibitors (ARL 67156, Gadolinium and Suramin), or anti-NTPDase-1 polyclonal antiserum on ATPase and ADPase hydrolytic activities in recombinant T. cruzi NTPDase-1 and in live trypomastigotes. All tests showed a partial inhibition of Ecto-ATPDase activities and a marked inhibition of trypomastigotes infectivity. Mice infections with Ecto-NTPDase-inhibited trypomastigotes produced lower levels of parasitemia and higher host survival than with non-inhibited control parasites. Conclusions/Significance: Our results suggest that Ecto-ATPDases act as facilitators of infection and virulence in vitro and in vivo and emerge as target candidates in chemotherapy of Chagas disease.
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We have previously showed that Schistosoma mansoni ATP-diphosphohydrolase and Solanum tuberosum potato apyrase share epitopes and the vegetable protein has immunostimulatory properties. Here, it was verified the in situ cross-immunoreactivity between mice NTPDases and anti-potato apyrase antibodies produced in rabbits, using confocal microscopy. Liver samples were taken from Swiss Webster mouse 8 weeks after infection with S. mansoni cercariae, and anti-potato apyrase and TRITC-conjugated anti-rabbit IgG antibody were tested on cryostat sections. The results showed that S. mansoni egg ATP diphosphohydrolase isoforms, developed by anti-potato apyrase, are expressed in miracidial and egg structures, and not in granulomatous cells and hepatic structures (hepatocytes, bile ducts, and blood vessels). Therefore, purified potato apyrase when inoculated in rabbit generates polyclonal sera containing anti-apyrase antibodies that are capable of recognizing specifically S. mansoni ATP diphosphohydrolase epitopes, but not proteins from mammalian tissues, suggesting that autoantibodies are not induced during potato apyrase immunization. A phylogenetic tree obtained for the NTPDase family showed that potato apyrase had lower homology with mammalian NTPDases 1-4, 7, and 8. Further analysis of potato apyrase epitopes could implement their potential use in schistosomiasis experimental models.
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A peptide (SmB2LJ; r175-194) that belongs to a conserved domain from Schistosoma mansoni SmATPDase 2 and is shared with potato apyrase, as predicted by in silico analysis as antigenic, was synthesised and its immunostimulatory property was analysed. When inoculated in BALB/c mice, this peptide induced high levels of SmB2LJ-specific IgG1 and IgG2a subtypes, as detected by enzyme linked immunosorbent assay. In addition, dot blots were found to be positive for immune sera against potato apyrase and SmB2LJ. These results suggest that the conserved domain r175-194 from the S. mansoni SmATPDase 2 is antigenic. Western blots were performed and the anti-SmB2LJ antibody recognised in adult worm (soluble worm antigen preparation) or soluble egg antigen antigenic preparations two bands of approximately 63 and 55 kDa, molecular masses similar to those predicted for adult worm SmATPDase 2. This finding strongly suggests the expression of this same isoform in S. mansoni eggs. To assess localisation of SmATPDase 2, confocal fluorescence microscopy was performed using cryostat sections of infected mouse liver and polyclonal antiserum against SmB2LJ. Positive reactions were identified on the external surface from the miracidium in von Lichtenberg's envelope and, in the outer side of the egg-shell, showing that this soluble isoform is secreted from the S. mansoni eggs.
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Extracellular ATP may act as a danger signalling molecule, inducing inflammation and immune responses in infection sites. The ectonucleotidases NTPDase and ecto-5’-nucleotidase are enzymes that modulate extracellular nucleotide levels; these enzymes have been previously characterised in Trichomonas vaginalis. Iron plays an important role in the complex trichomonal pathogenesis. Herein, the effects of iron on growth, nucleotide hydrolysis and NTPDase gene expression in T. vaginalisisolates from female and male patients were evaluated. Iron from different sources sustainedT. vaginalis growth. Importantly, iron from haemoglobin (HB) and haemin (HM) enhanced NTPDase activity in isolates from female patients and conversely reduced the enzyme activity in isolates from male patients. Iron treatments could not alter the NTPDase transcript levels in T. vaginalis. Furthermore, our results reveal a distinct ATP, ADP and AMP hydrolysis profile between isolates from female and male patients influenced by iron from HB and HM. Our data indicate the participation of NTPDase and ecto-5’-nucleotidase in the establishment of trichomonas infection through ATP degradation and adenosine production influenced by iron.
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Gadolinium (Gd) blocks intra- and extracellular ATP hydrolysis. We determined whether Gd affects vascular reactivity to contractile responses to phenylephrine (PHE) by blocking aortic ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase (E-NTPDase). Wistar rats of both sexes (260-300 g, 23 females, 7 males) were used. Experiments were performed before and after incubation of aortic rings with 3 µM Gd. Concentration-response curves to PHE (0.1 nM to 0.1 mM) were obtained in the presence and absence of endothelium, after incubation with 100 µM L-NAME, 10 µM losartan, or 10 µM enalaprilat. Gd significantly increased the maximum response (control: 72.3 ± 3.5; Gd: 101.3 ± 6.4%) and sensitivity (control: 6.6 ± 0.1; Gd: 10.5 ± 2.8%) to PHE. To investigate the blockade of E-NTDase activity by Gd, we added 1 mM ATP to the bath. ATP reduced smooth muscle tension and Gd increased its relaxing effect (control: -33.5 ± 4.1; Gd: -47.4 ± 4.1%). Endothelial damage abolished the effect of Gd on the contractile responses to PHE (control: 132.6 ± 8.6; Gd: 122.4 ± 7.1%). L-NAME + Gd in the presence of endothelium reduced PHE contractile responses (control/L-NAME: 151.1 ± 28.8; L-NAME + Gd: 67.9 ± 19% AUC). ATP hydrolysis was reduced after Gd administration, which led to ATP accumulation in the nutrient solution and reduced ADP concentration, while adenosine levels remained the same. Incubation with Gd plus losartan and enalaprilat eliminated the pressor effects of Gd. Gd increased vascular reactivity to PHE regardless of the reduction of E-NTPDase activity and adenosine production. Moreover, the increased reactivity to PHE promoted by Gd was endothelium-dependent, reducing NO bioavailability and involving an increased stimulation of angiotensin-converting enzyme and angiotensin II AT1 receptors.
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Nucleotídeos extracelulares são envolvidos em diversos processos patofisiológicos no sistema nervoso central. Astrócitos são a maior fonte de nucleotídeos extracelulares da adenina no cérebro e também importantes alvos para as ações desses nucleotídeos via receptores purinérgicos P2. As ações induzidas pela sinalização purinérgica são reguladas pelas ecto-nucleotidases, que incluem membros da família das ecto-nucleosídeo trifosfato difosfoidrolase (E-NTPDase), ecto-5’-nucleotidase (ecto- 5’N) e ecto-adenosina deaminase (ADA). Culturas de astrócitos preparadas de hipocampo, córtex e cerebelo de ratos foram capazes de rapidamente converter ATP extracelular a ADP, que foi então hidrolizado a AMP. Os nucleosídeos tri-fosfatados foram hidrolisados preferencialmente aos difosfatados em todas as estruturas cerebrais. A análise cinética sugere que varias ecto-nucleotidases estão envolvidas nessa cascata enzimática. Análises preliminares de mRNA por PCR indicaram que astrócitos expressam múltiplos membros da família das NTPDases (NTPDase1 a NTPDase3 e NTPDase5/6). Por RT-PCR quantitativo (Real-time PCR), nós identificamos a NTPDase2 (CD39L1) como a NTPDase predominante expressa por astrócitos de hipocampo, córtex e cerebelo de ratos. Astrócitos do cerebelo apresentaram um padrão diferente para a hidrólise do AMP, com uma atividade específica 7 vezes maior, quando comparada com astrócitos de hipocampo e córtex. Uma maior expressão da ecto-5’N por RT-PCR foi identificada nessa estrutura. Não houve acúmulo de adenosina extracelular em todas as estruturas estudadas, indicando a presença de uma alta atividade ecto-adenosina deaminase em astrócitos. Dipiridamol aumentou significativamente os níveis de inosina no meio extracelular de astrócitos de hipocampo e córtex, mas não em astrócitos de cerebelo. Essas diferenças observadas podem indicar heterogeneidade funcional dos nucleotídeos no cérebro. Com o objetivo de investigar as enzimas envolvidas no catabolismo dos nucleotídeos como indicadoras da invasividade e agressividade dos gliomas malignos, nós avaliamos a degradação dos nucleotídeos extracelulares em cinco linhagens de gliomas diferentes e comparamos com astrócitos. Todas as linhagens de gliomas examinadas apresentaram baixas razões de hidrólise quando comparadas com astrócitos. Resultados preliminares sugerem que a falta de expressão da NTPDase1 e 2 possam ser responsáveis pela baixa hidrólise de ATP nas linhagens de gliomas. Considerando que o ATP é reconhecido como um fator mitogênico que induz a proliferação em células de gliomas, a substancial diminuição na hidrólise de ATP e ADP observadas em gliomas, sugere que alterações na via das ecto-nucleotidases pode representar um importante mecanismo associado com a transformação maligna desse tipo de tumor.
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Os linfócitos humanos apresentam na sua superfície a enzima NTPDase1 (ecto-apirase, ecto-difosfoidrolase; CD39; EC 3.6.1.5), responsável pela hidrólise do ATP e ADP extracelular e/ou outros nucleotídeos di ou tri fosfatados. A determinação da atividade da enzima foi padronizada através de método colorimétrico, o qual quantifica o fosfato livre liberado durante a reação. A NTPDase1 foi caracterizada através da demonstração de condições ótimas de incubação, como dependência de cálcio, pH, tempo de incubação e temperatura ótimos, além da obtenção de parâmetros cinéticos. Os resultados obtidos foram confirmados por uma baixa expressão de CD39 nos linfócitos humanos, verificada por análise citométrica, com utilização de anticorpo monoclonal correspondente. Este fato indica um baixo estado de ativação dos linfócitos, uma vez que o CD39 é considerado um marcador de ativação destas células. Posteriormente, foi determinada a atividade da NTPDase1 em linfócitos de pacientes imunodeprimidos pela infecção causada pelo HIV, os quais são acompanhados pelo monitoramento de sua carga viral no plasma e contagem de células T CD4+. A infecção pelo HIV resulta em alterações nas células imunes e na secreção de citocinas importantes na resposta patógenos. Nesta situação pode haver alterações bioquímicas na resposta imune, como por exemplo, alterações na hidrólise de nucleotídeos, ou seja, na atividade das enzimas que degradam nucleotídeos extracelulares. Os linfócitos encontram-se em estado de ativação crônica, o que faz com que até mesmo células não-infectadas pelo vírus, possam sofrer apoptose por ativação de caspases efetoras. Através da determinação da atividade da NTPDase nos linfócitos imunodeprimidos, verificou-se um aumento de sua atividade, acompanhado por uma maior expressão de CD39 na superfície destas células. Estes resultados sugerem que a NTPDase1 é importante para a manutenção da resposta imune, mantendo concentrações adequadas de ATP extracelular, o qual é essencial para certas funções imunes, mas também pode ser prejudicial no momento que induz apoptose nos linfócitos, o que poderia aumentar o estado de imunodepressão. Devido ao fato de que muitos dos pacientes HIV-positivos recebem terapia anti-retroviral, foi necessário verificar in vitro possíveis efeitos destas drogas sobre a atividade da NTPDase1. Neste caso, observou-se que as concentrações terapêuticas destas drogas não afetaram a atividade da enzima. Sendo assim, a atividade aumentada da NTPDase1 nestes pacientes, não é devida à interferência da terapia anti-retroviral.
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As plaquetas sangüíneas são fragmentos citoplasmáticos, oriundos da ruptura dos megacariócitos, cuja principal função está relacionada à manutenção da integridade vascular. Os nucleotídeos extracelulares, ATP e ADP, bem como a adenosina, têm sido implicados em um grande número de funções fisiológicas: o ADP é o principal fator recrutador de plaquetas, enquanto que o ATP é um inibidor competitivo da agregação induzida por ADP. A adenosina é uma molécula capaz de induzir vasodilatação e inibir a agregação plaquetária. Desta maneira, a manutenção da sinalização purinérgica normal tem se mostrado importante para o tratamento de doenças cardiovasculares. Os nucleosídeos di e trifosfatos circulantes podem ser hidrolisados por membros de várias famílias de ectonucleotidases de membrana e solúveis, incluindo as ecto-nucleosídeo trifosfato difosfoidrolases (E-NTPDases) e ecto-nucleotídeo pirofosfatase/fosfodiesterases (E-NPPs), que em conjunto com a ecto-5’-nucleotidase, levam à formação de adenosina. Na superfície das plaquetas, ambas enzimas, E-NTPDase e ecto-5’-nucleotidase, estão descritas. O sistema renina-angiotensina é o principal regulador da função renal e cardiovascular, desenvolvendo um papel fundamental na homeostasia da pressão arterial e do balanço eletrolítico. A angiotensina II (ANGII) induz fisiologicamente a ativação das plaquetas, possivelmente devido às suas propriedades vasoconstritoras. Os objetivos deste trabalho foram, portanto: 1) caracterizar cineticamente a enzima E-NPP em plaquetas de ratos, utilizando o substrato marcador p-Nph-5’TMP e 2) esclarecer, mesmo que em parte, os possíveis efeitos da ANGII sobre a hidrólise extracelular de nucleotídeos por plaquetas de ratos. No primeiro capítulo deste trabalho, descrevemos uma atividade enzimática em plaquetas de ratos que compartilha as principais características bioquímicas já descritas para as E-NPPs: pH ótimo alcalino; valores de KM e Vmax calculados de aproximadamente 106.22 ± 17.83 μM e 3.44 ± 0.18 nmol p-nitrophenol/min/mg, respectivamente; e dependência de cátions divalentes. Além disso, o AMP inibiu somente a hidrólise do p-Nph-5’TMP. Por outro lado, a azida de sódio, em altas concentrações, a angiotensina II e o cloreto de gadolínio alteraram apenas as hidrólises de ATP ou ADP ou de ambos. No segundo capítulo, mostramos que a ANGII foi capaz de aumentar as hidrólises de ATP, ADP e AMP em plaquetas em todas as doses testadas (5, 50, 500 e 5000 picomóis). Entretanto, nenhuma alteração foi observada com relação à hidrólise do p-Nph-5'TMP. Em adição, observamos um aumento na hidrólise de AMP e uma diminuição na hidrólise de p-Nph-5'TMP em plaquetas de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) quando comparados a ratos Wistar normotensos. De maneira geral, esta dissertação traz a caracterização bioquímica da enzima E-NPP na superfície de plaquetas intactas de ratos como sendo parte de um complexo sistema para a hidrólise de nucleotídeos nestes fragmentos citoplasmáticos, podendo, assim, contribuir para o desenvolvimento de terapias antiplaquetárias e para o tratamento de doenças vasculares. Adicionalmente, apresentamos alguns resultados demonstrando interações entre os sistemas angiotensinérgico e adenosinérgico de plaquetas de ratos, o que poderá contribuir para o entendimento e o tratamento de doenças cardiovasculares como hipertensão e arteriosclerose.
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No presente estudo, foi avaliada a hidrólise dos nucleotídeos ATP, ADP e AMP em soro de ratos em presença dos seguintes flavonóides: resveratrol, quercitina e rutina in vitro. Também avaliamos os efeitos do resveratrol, administrado na forma de suco de uva sobre a hidrólise dos nucleotídeos em soro de ratos adultos. Por último foi avaliado o efeito do resveratrol sobre a hidrólise dos nucleotídeos, administrado na forma de suco de uva, antes dos ratos serem submetidos ao tratamento com arginina. A hidrólise dos nucleotídeos em soro de ratos in vitro, em presença do resveratrol, aumentou para o substrato ATP em aproximadamente 40% e para o substrato ADP em aproximadamente 60%, mas não mostrou qualquer efeito sobre a hidrólise do AMP, ou seja, a enzima NTPDase foi ativada, enquanto a 5’-nucleotidase não sofreu qualquer alteração. Para a quercitina e para a rutina, outros flavonóides testados in vitro nas mesmas condições, observamos que a hidrólise dos nucleotídeos ATP, ADP e AMP diminuiu. Foi avaliado também, o efeito do suco de uva sobre a hidrólise dos nucleotideos em soro de ratos submetidos a cinco, dez e quinze dias de tratamento. Após quinze dias de tratamento, observou-se aumento na hidrólises de ATP, ADP e AMP. Com esse resultado então, tentamos avaliar se animais recebendo injeções de arginina (tratamento que já mostrara redução na hidrólise dos nucleotídeos em trabalho anterior), tendo previamente acesso ao suco de uva durante quinze dias, poderiam recuperar as atividades de hidrólise dos nucleotídeos. Concluimos que o resveratrol pode aumentar a hidrólise destes nucleotídeos em soro de ratos e que o suco de uva se administrado no lugar da água, também leva a um aumento na hidrólise de ATP, ADP e AMP. Nos protocolos onde houve diminuição na atividade de hidrólise do nucleotídeos por tratamento com arginina, observamos que o tratamento prévio com suco de uva preveniu o decréscimo na atividade das enzimas NTPDase e 5’-nucleotidase.
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Plasma microparticles (MPs, <1.5 mum) originate from platelet and cell membrane lipid rafts and possibly regulate inflammatory responses and thrombogenesis. These actions are mediated through their phospholipid-rich surfaces and associated cell-derived surface molecules. The ectonucleotidase CD39/ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase1 (E-NTPDase1) modulates purinergic signalling through pericellular ATP and ADP phosphohydrolysis and is localized within lipid rafts in the membranes of endothelial- and immune cells. This study aimed to determine whether CD39 associates with circulating MPs and might further impact phenotype and function. Plasma MPs were found to express CD39 and exhibited classic E-NTPDase ecto-enzymatic activity. Entpd1 (Cd39) deletion in mice produced a pro-inflammatory phenotype associated with quantitative and qualitative differences in the MP populations, as determined by two dimensional-gel electrophoresis, western blot and flow cytometry. Entpd1-null MPs were also more abundant, had significantly higher proportions of platelet- and endothelial-derived elements and decreased levels of interleukin-10, tumour necrosis factor receptor 1 and matrix metalloproteinase 2. Consequently, Cd39-null MP augment endothelial activation, as determined by inflammatory cytokine release and upregulation of adhesion molecules in vitro. In conclusion, CD39 associates with circulating MP and may directly or indirectly confer functional properties. Our data also suggest a modulatory role for CD39 within MP in the exchange of regulatory signals between leucocytes and vascular cells.
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Nucleotides, such as adenosine triphosphate (ATP), are released by cellular injury, bind to purinergic receptors expressed on hepatic parenchymal and nonparenchymal cells, and modulate cellular crosstalk. Liver resection and resulting cellular stress initiate such purinergic signaling responses between hepatocytes and innate immune cells, which regulate and ultimately drive liver regeneration. We studied a murine model of partial hepatectomy using immunodeficient mice to determine the effects of natural killer (NK) cell-mediated purinergic signaling on liver regeneration. We noted first that liver NK cells undergo phenotypic changes post-partial hepatectomy (PH) in vivo, including increased cytotoxicity and more immature phenotype manifested by alterations in the expression of CD107a, CD27, CD11b, and CD16. Hepatocellular proliferation is significantly decreased in Rag2/common gamma-null mice (lacking T, B, and NK cells) when compared to wildtype and Rag1-null mice (lacking T and B cells but retaining NK cells). Extracellular ATP levels are elevated post-PH and NK cell cytotoxicity is substantively increased in vivo in response to hydrolysis of extracellular ATP levels by apyrase (soluble NTPDase). Moreover, liver regeneration is significantly increased by the scavenging of extracellular ATP in wildtype mice and in Rag2/common gamma-null mice after adoptive transfer of NK cells. Blockade of NKG2D-dependent interactions significantly decreased hepatocellular proliferation. In vitro, NK cell cytotoxicity is inhibited by extracellular ATP in a manner dependent on P2Y1, P2Y2, and P2X3 receptor activation. Conclusion: We propose that hepatic NK cells are activated and cytotoxic post-PH and support hepatocellular proliferation. NK cell cytotoxicity is, however, attenuated by hepatic release of extracellular ATP by way of the activation of specific P2 receptors. Clearance of extracellular ATP elevates NK cell cytotoxicity and boosts liver regeneration.