Dinâmica das integrações de minicírculos de kDNA de Trypanosoma Cruzi no genoma hospedeiro

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2016.

Análise da região 5 não traduzida (5 utr) em sequências anotadas como trans-sialidase no genoma de Trypanosoma cruzi

A transsialidase é uma glicoproteína de membrana pertencente a uma família de genes de cópia múltipla, envolvida no processo de invasão celular do Trypanosoma cruzi no hospedeiro vertebrado. Esta dissertação foi concebida com um amplo componente analítico que dependia de dados publicamente disponíveis, ou seja, as sequências oriundas do projeto genoma de T. cruzi e cDNAs de trans-sialidase depositadas no Genbank-dbEST. Este componente analítico necessitou ser complementado e ampliado com a obtenção experimental de novas sequências, a partir da metodologia baseada na transcrição reversa acoplada a PCR. Os fragmentos obtidos de cepas de T. cruzi Dm28c (T. cruzi I), Y (T. cruzi II), CL-Brener (T. cruzi II, cepa híbrida), INPA4167 (zimodema III), 3663 (zimodema III) e Colombiana (zimodema III) foram clonados, sequenciados e analisados composicionalmente. Essas sequências foram editadas e alinhadas usando-se o software CLUSTAL X. Em uma seção específica do Genbank, denominada dbEST, buscamos os cDNAs homólogos a trans-sialidase. Esta busca por similaridade foi realizada individualmente com os números de acesso referentes às seqüências supracitadas contra o dbEST utilizando o BLAST a fim de obtermos informações funcionais e evolutivas. Em seguida, desenvolvemos metodologias experimentais que nos permitiu avaliar segmentos da 5 UTR, tais como os sítios de trans-splicing adicionais ou múltiplos em TS e seus respectivos sinais (região rica em polipirimidina), variação composicional e tamanho da região das sequências entre diferentes linhagens de T. cruzi. O resultado dessa averiguação também nos mostrou a quantidade de cDNAs relacionados com a transsialidase no dbEST bem como a relação desses cDNAs com o mini-exon. As cepas do zimodema III apresentaram tamanho médio dos fragmentos de 312 bases, enquanto T. cruzi I e T. cruzi II apresentaram, respectivamente 209 e 218. Trans splicing adicional ou duplicações gênicas com mutações no sítio primário de trans splicing não parece ser um fenômeno exclusivo de algum grupo populacional, embora seja mais evidente em T. cruzi zimodema III.

Análise de uma heme oxigenase funcional em Trypanosoma cruzi

O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da doença de Chagas, transmitida através de insetos vetores triatomíneos durante a alimentação no hospedeiro vertebrado. Os triatomíneos ingerem numa única alimentação cerca de 10 mM de heme ligado à hemoglobina. O heme é uma importante molécula no metabolismo dos organismos. Um mecanismo intracelular importante no controle de sua homeostase é a degradação enzimática pela Heme Oxigenase (HO) formando biliverdina (Bv), monóxido de carbono e ferro. Como esta enzima não está presente no genoma de T. cruzi, esse trabalho tem por objetivo identificar uma atividade funcional de HO neste parasito, uma vez que dados do nosso laboratório mostram a presença de biliverdina nas incubações dessas células com heme. No presente trabalho testamos o efeito do SnPPIX (inibidor da HO-1), CoPPIX (indutor da HO-1) e Bv sobre a proliferação da forma epimastigota do parasito. A adição de SnPPIX diminuiu a proliferação do parasito na tanto na ausência quanto na presença de heme. Quando a Bv foi adicionada à cultura esse efeito foi revertido; a Bv aumenta a proliferação celular na presença de heme. Por outro lado, a adição de CoPPIX não interferiu na proliferação. Posteriormente, mostramos através da técnica de immunoblotting, utilizando anticorpo monoclonal contra a HO-1, um aumento da expressão de uma proteína em resposta ao heme. Diferentemente das HO-1 já descritas que possuem massa molecular de 32 kDa, a única banda reconhecida pelo anticorpo apresenta 45 kDa. Analisamos também a expressão da HO-1 na presença de CoPPIX, SnPPIX e biliverdina, e somente o CoPPIX foi capaz de modular os níveis de expressão da HO-1. A análise estrutural através da técnica de imunocitoquímica mostrou uma maior expressão da enzima na presença de heme, e que a HO-1 de T. cruzi pode ter mais de uma localização, apresentando marcação citoplasmática e glicossomal. A fim de investigar a sequência da HO-1 de T. cruzi, o DNA genômico foi extraído para amplificação por PCR do gene da HO-1 utilizando oligonucleotídeos desenhados no genoma de T. cruzi. Os dois pares de oligonucleotídeos utilizados nao foram capazes de amplificar uma sequência equivalente a uma HO. Em seguida, utilizamos a técnica de imunoprecipitação, seguida de immunoblotting, com anticorpo anti-HO-1, com objetivo de concentrar a proteína alvo, e observamos um aumento significativo do imunocomplexo nas células tratadas com heme 300 mM, cerca de 2 vezes em relação ao controle. Dando seguimento à tentativa de identificação da HO-1 de T. cruzi, utilizamos a técnica de espectrometria de massa a partir de eletroforese unidimensional, que mostrou uma grande alteração do perfil protéico na presença de heme, mas futuros experimentos são necessários, como eletroforese 2D, para a identificação da proteína alvo

Implications of genetic variability of Trypanosoma cruzi for the pathogenesis of Chagas disease

O Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas, apresenta elevado grau de variabilidade genética intra-específica, com possíveis implicações na forma clínica da doença, como o desenvolvimento de cardiopatia, do megaesôfago e do megacólon de forma isolada ou em associação. Este tropismo tecidual envolvido na patogênese da doença não está totalmente esclarecido. Assim, nesta revisão são abordados alguns aspectos referentes à diversidade genética dos parasitas isolados, às formas clínicas da doença de Chagas, ao processo de infecção do parasita na célula hospedeira e resposta imune. Outros aspectos também são enfocados, como os fatores imunossupressivos liberados pelo parasita que atuam na regulação das respostas imunes, a inibição da apoptose da célula hospedeira, assim como da patogênese do megaesôfago chagásico que pode estar relacionada à interação hospedeiro- parasita e sua associação com risco aumentado para o desenvolvimento do carcinoma epidermóide do esôfago. Porém, apesar dos avanços no entendimento desta doença, ainda não é possível estabelecer o verdadeiro perfil da variabilidade genética do parasita com a forma clínica da doença de Chagas.

Amastigotes forms of Trypanosoma cruzi detected in a renal allograft

Detecção de formas amastigotas do Trypanosoma cruziem enxerto renalA doença de Chagas é zoonose transmitida pelo Trypanosoma cruzi, o qual apresenta duas formas distintas no hospedeiro vertebrado, a tripomastigota circulante e a amastigota tecidual. Esta última parasita freqüentemente os tecidos musculares cardíaco, liso e estriado, e o tecido nervoso. Até o presente momento nunca foram detectados formas amastigotas em parênquima renal. O presente relato descreve, pela primeira vez, a detecção de formas amastigotas do T. cruzi em parênquima renal em receptor de enxerto de rim, com testes sorológicos negativos para a doença de Chagas e ausência de transfusões prévias, observado 1 mês após o transplante renal com doador cadáver proveniente de região endêmica. O paciente desenvolveu doença de Chagas aguda com detecção de formas tripomastigotas circulantes. Como a única forma de transmissão desta zoonose pelo enxerto é através de órgão parasitado com formas amastigotas, sugere-se fortemente que o rim transplantado foi o responsável pela transmissão da doença de Chagas, no presente caso. Esta é a via de infecção que deve ser levada em consideração em transplantes nas áreas endêmicas

Avaliação da atividade tripanocida do ácido gálico e seus ésteres contra formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi: Rogério Andréo. -

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

Expressão de RNAm TLR 2, TLR 4 e citocinas em infecção experiemental por cepas Trypanosoma cruzi de diferentes origens

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação do metabolismo oxidativo em cepas de Trypanosoma cruzi naturalmente resistentes ao benzonidazol

O agente etiológico da doença de Chagas, Trypanosoma cruzi, é responsável pela infecção de milhões de pessoas na América Latina. No momento há apenas dois fármacos disponíveis, o nifurtimox (5-nitrofurano), teve o uso descontinuado no Brasil, e o benzonidazol (2-nitroimidazole), embora ambos possuam ações limitadas, visto que dependem da fase da doença, das condições fisiológicas do hospedeiro, da suscetibilidade e variabilidade genética da cepa. Assim, a busca de novas moléculas torna-se urgente e necessária, bem como a compreensão do mecanismo de resistência aos fármacos tripanocidas. Alguns estudos relatam aumento na produção de enzimas que atuam na defesa celular, as quais, provavelmente, poderiam ser responsáveis pela resistência de certas cepas do parasita. Tais enzimas têm funções importantes na sobrevivência e crescimento dos parasitas: superóxido dismutase (SOD), uma metaloenzima que elimina radicais superóxido ao convertê-los em peróxido de hidrogênio e oxigênio molecular; old yellow enzyme (OYE), que é uma NADPH flavina oxidoredutase e pode estar envolvida na redução de substâncias tripanocidas; e, peroxiredoxina (Prx), que catalisa a redução de peróxidos. O objetivo deste projeto é avaliar a suscetibilidade de diferentes cepas ao benzonidazol, clonar, sequenciar e expressar enzimas possivelmente envolvidas na resistência a este fármaco e realizar análises morfológicas serão nos parasitos após serem expostos à substância em questão. Futuramente os anticorpos policlonais obtidos a partir das proteínas recombinantes de Prx, SOD e OYE serão empregados para avaliar o nível de expressão das mesmas em parasitas tratados e não tratados com o benzonidazol.

Influência da fonte alimentar na infecção de triatomíneos por Trypanosoma cruzi

Embora a doença de Chagas seja amplamente estudada, ainda não se conhece todos os interferentes que modulam a relação parasitária Trypanosoma cruzi- vetor- hospedeiro vertebrado. Sabe-se que as aves são refratárias ao T. cruzi, ou seja, o parasito não consegue estabelecer parasitismo nas mesmas, enquanto que nos camundongos a infecção ocorre. Essa refratariedade representa um exemplo de resistência natural do hospedeiro a uma infecção parasitária. Originalmente, acreditava-se que isso ocorria devido à presença de um anticorpo natural contra o T. cruzi no sangue das aves, porém estudos atuais atribuem tal atividade ao sistema complemento presente no sangue das mesmas. Pretendeu-se avaliar neste projeto se a referida característica peculiar do sangue das aves interfere no processo e no nível de infecção dos triatomíneos, em especial de Rhodnius neglectus, espécie de comprovada importância epidemiológica. Para tanto, utilizou-se a cepa Y de T. cruzi e ninfas de 4º estádio de R. neglectus. Avaliou-se também a capacidade lítica do soro de galinha em formas epimastigotas e tripomastigotas em meio de cultura LIT, utilizando a cepa Y. Referente à influência de diferentes fontes alimentares na infecção de R. neglectus por T. cruzi, observou-se um decréscimo no número de exemplares infectados após alimentação em patos , apresentando Índice de Infecção médio de 19,74%. Por outro lado, exemplares infectados após alimentação em camundongos não apresentaram diferença significante na parasitemia total. Os testes in vitro demonstraram que a adição de soro de galinha em meio de cultura LIT, com formas epimastigotas e tripomastigotas, foi capaz de diminuir notoriamente a contagem de parasitos móveis até a contagem zero, uma hora após a adição. O conjunto desses resultados sugere que a refratariedade das aves ao T. cruzi influencia a infecção de R. neglectus pelo flagelado e foi demonstrada, in vitro, pela ...

Estudo genotípico de seis cepas de Trypanosoma cruzi (Kinetoplastida, Trypanosomatidae) isoladas de exemplares de Rhodnius Montenegrensis, Triatoma Rubrovaria e Triatoma Sordida (hemiptera, reduviidae)

A doença de Chagas, causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi, foi descrita pelo pesquisador brasileiro Carlos Chagas em 1909. É transmitida ao homem por insetos hemípteros conhecidos como barbeiros dos quais os gêneros mais importantes são Panstrongylus, Rhodnius e Triatoma. Essa zoonose representa um risco para aproximadamente 20 milhões de pessoas em todo o mundo, principalmente na América Latina. Para tentar explicar as diferentes manifestações observadas na doença de Chagas, vários estudos foram realizados com intuito de averiguar as possíveis correlações entre as formas clínicas com a variabilidade genética do parasito. Algumas hipóteses estão relacionadas provavelmente ao fato de a doença ser um processo multifatorial, em que tanto aspectos do parasito como do hospedeiro estão inter-relacionados ou ainda a escolha inadequada de alvos como marcadores de patogenicidade na tentativa de estabelecer a correlação entre as formas clínicas e a variabilidade genética do parasito. Com o intuito de contribuir para ampliar o conhecimento sobre as populações de T. cruzi, foi realizada a cinética de crescimento em meio LIT e o estudo genotípico de seis cepas de T. cruzi isoladas de exemplares de R. montenegrensis, T. rubrovaria e T. sordida por meio de marcadores genotípicos utilizando as sequência dos genes 24Sα do DNA ribossomal, HSP60 e GPI.

Estudo genotípico de seis cepas de Trypanosoma cruzi (Kinetoplastida, Trypanosomatidae) isoladas de exemplares de Rhodnius Montenegrensis, Triatoma Rubrovaria e Triatoma Sordida (hemiptera, reduviidae)

A doença de Chagas, causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi, foi descrita pelo pesquisador brasileiro Carlos Chagas em 1909. É transmitida ao homem por insetos hemípteros conhecidos como barbeiros dos quais os gêneros mais importantes são Panstrongylus, Rhodnius e Triatoma. Essa zoonose representa um risco para aproximadamente 20 milhões de pessoas em todo o mundo, principalmente na América Latina. Para tentar explicar as diferentes manifestações observadas na doença de Chagas, vários estudos foram realizados com intuito de averiguar as possíveis correlações entre as formas clínicas com a variabilidade genética do parasito. Algumas hipóteses estão relacionadas provavelmente ao fato de a doença ser um processo multifatorial, em que tanto aspectos do parasito como do hospedeiro estão inter-relacionados ou ainda a escolha inadequada de alvos como marcadores de patogenicidade na tentativa de estabelecer a correlação entre as formas clínicas e a variabilidade genética do parasito. Com o intuito de contribuir para ampliar o conhecimento sobre as populações de T. cruzi, foi realizada a cinética de crescimento em meio LIT e o estudo genotípico de seis cepas de T. cruzi isoladas de exemplares de R. montenegrensis, T. rubrovaria e T. sordida por meio de marcadores genotípicos utilizando as sequência dos genes 24Sα do DNA ribossomal, HSP60 e GPI.

O uso da PCR em tempo real para o estudo da carga parasitária e dos níveis transcricionais durante a infecção experimental por Trypanosoma cruzi

Trypanosoma cruzi is causative agent of Chagas disease, one of most neglected tropical diseases. Estimated that about 11 million people worldwide are infected by T. cruzi and about 6 to 7 million people are at risk in endemic areas. During the process of invasion of host and parasite interact enabling signal transduction and gene expression modulation in response to invasion. The diversity of activated proteins and pathways to repair the damage by disruption of the plasma membrane interest to us and thus present study developed a new form of detection and quantitation by polymerase chain reaction in real time (qPCR) of parasitic load T. cruzi and quantified transcriptional levels relative (RT-qPCR) of dysferlin, Sphingomyelin acid esferase (ASM), transcription factor EB (TFEB) Galectins 1 and 3 and Annexin A2. This study demonstrated that quantification by real time PCR using primers P21fw and P21rv was specific and sensitive for detection of T. cruzi in vivo and in vitro, as well as transcriptional levels of genes related to cytoskeletal organization and repair plasma membrane are modulated in response to damage generated by parasite.

Atividade in vitro da pterocarpanoquinona LQB-118 sobre o Trypanosoma cruzi

A doença de Chagas é endêmica na América Latina sendo considerada uma doença negligenciada com grande impacto socioeconômico. A infecção é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi que é transmitido pela forma vetorial, entre outros mecanismos. O tratamento consiste basicamente no uso de dois fármacos, o benznidazol e o Nifurtimox que apresentam uma série de efeitos colaterais e atuam muito pouco nas formas amastigotas intracelulares o que faz com que o tratamento atual seja restrito e insatisfatório.Várias atividades farmacológicas foram atribuídas ao lapachol e a pterocarpanos, tais como atividade antitumoral e antiparasitária. Devido a esse potencial foi sintetizado uma molécula híbrida, a pterocarpanoquinona LQB-118, e algumas moléculas derivadas. A LQB-118 mostrou anteriormente atividade antitumoral e anti-Leishmania. O objetivo do presente trabalho foi investigar a atividade in vitro da LQB-118 e suas moléculas derivadas sobre o Trypanosoma cruzi clone Dm28c. Para avaliação inicial do efeito anti-parasitário das moléculas, amastigotas intracelulares, tripomastigotas metacíclicos e epimastigotas foram incubados com 20 M das LQBs 118, 168, 187, 182 e 236. A LQB-118 demonstrou atividade antiparasitária nas três formas evolutivas (90% na forma amastigota, 44% na forma tripomastigota e 70% na forma epimastigota) do parasito, enquanto as moléculas derivadas não mostraram atividade significativa. Sendo assim os estudos foram continuados com a molécula LQB-118. A ação da LQB-118 sobre as amastigotas intracelulares foi dose dependente, com redução do índice de infecção em 81% e 88% nas concentrações de 20 e 30 M respectivamente. Já sobre tripomastigotas, a LQB-118 foi menos ativa reduzindo a mobilidade dessas formas em até 45% a 30 M. Sobre a forma epimastigota a ação foi dose-dependente chegando a inibir 96% o crescimento dos parasitos a 20 M, com alterações da morfologia tais como arrendondamento do corpo celular e perda do flagelo. A dose capaz de inibir 50% foi de 4,2 M para amastigota intracelular e 38,1 M para tripomastigotas. Para macrófagos, a LC50 ficou em 40 M, uma concentração quase dez vezes maior que a IC50 para amastigotas. A capacidade das formas amastigotas intracelulares se diferenciarem em tripomatigotas e lisar os macrófagos foi avaliada após o tratamento com a LQB-118 por 72h. Observou-se um atraso do ciclo intracelular do parasito de modo dose-dependente, onde na concentração de 30 M o surgimento de tripomastigota foi no 9 dia enquanto nos controles foi no 5 dia de cultura. Para delinear o mecanismo de ação, foi avaliado o efeito direto sobre o parasito como a indução da fragmentação de DNA. A análise de indução da fragmentação do DNA feita pela marcação pelo TUNEL mostrou que o tratamento com a LQB-118 induziu seletivamente a fragmentação do núcleo das amastigotas enquanto o núcleo dos macrófagos se mantiveram íntegros. Macrófagos peritoneais pré-tratados com LQB-118 por 24 horas foram capazes de reduzir o número de amastigotas após 72h de cultivo na ausência da molécula, mas sem alteração na produção de óxido nítrico. Esses resultados mostram que a LQB-118 é ativa contra o T. cruzi, principalmente sobre a forma amastigota intracelular, que é a forma presente na fase crônica da infecção. O mecanismo de ação sugere que a LQB-118 é capaz de ser seletivamente tóxica para o parasito e também ativar os mecanismos microbicidas dos macrófagos de modo independente da produção de óxido nítrico.

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.

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.