Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Estudos pré-clínicos de vacinação mostram que a Proteína 2 de Superfície de Amastigotas (ASP-2) é um alvo importante para a imunidade protetora contra a infecção pelo Trypanosoma cruzi. Baseado nestas propriedades protetoras da ASP-2, nós pensamos que seria importante avaliar o seu polimorfismo nas diferentes cepas do parasita. Utilizando anticorpos policlonais e monoclonais contra a proteína recombinante da cepa Y, nós confirmamos a presença de epítopos associados a ASP-2 em amastigotas das cepas pertencentes ao grupo T. cruzi II (Y), T. cruzi I (Sylvio X10/4, Dm28c, Tulahuén, G e Colombiana) e na cepa híbrida (CL-Brener). A estrutura primária da ASP-2 em cada cepa diferente foi determinada a partir de cDNAs de amastigotas intracelulares. A comparação da estrutura primária da ASP-2 expressa pelas cepas Y, CL-Brener, Tulahuén, G (G2) e Colombiana confirmou os dados imunológicos revelando um alto grau de identidade entre eles (>82%). Por outro lado, a ASP-2 das cepas Sylvio X10/4 e G (G1) apresentaram uma identidade limitada em relação às outras cepas (<50%), mas um alto grau de identidade quando comparadas entre si (78,7%). Os estudos de vacinação confirmaram os dados estruturais. Camundongos altamente susceptíveis A/Sn imunizados com cDNAs das cepas Y (pIgSPclone9) ou CL-Brener (pIgSPclone50) apresentaram um grau semelhante de proteção contra desafio com a cepa Y. Em contrapartida, o cDNA da cepa G (pIgSPclone62, G1) foi significativamente menos efetivo. Dessa forma, nossos estudos forneceram evidências que a ASP-2 expressas por diferentes cepas de T. cruzi compartilham um alto grau de identidade estrutural e imunológica. Entretanto, há na natureza algumas poucas cepas que apresentam formas distintas desta proteína. Para estudar a possível função biológica da ASP-2, nós avaliamos inicialmente a ligação da proteína recombinante em células de mamíferos em cultura. Apesar desta proteína se ligar nas células em cultura, parasitas transfectados expressando a ASP-2 na sua superfície não induzem a mobilização de Ca+2 intracelular em célula HeLa, um fenômeno importante na invasão de células hospedeiras. xviii A ASP-2 contém um domínio C-terminal denominado FLY (VTVXNVFLYNR) que foi demonstrado interagir com a citoqueratina (CK18), uma proteína abundante no citoplasma da célula hospedeira. Baseado nesta informação, nós propusemos que a interação do domínio FLY da ASP-2 com a CK18 seria um passo crítico para a multiplicação do T. cruzi no citoplasma da célula hospedeira. RNAi foi utilizado para diminuir a expressão de CK18 em células HeLa in vitro e após 24h de transfecção, as células foram infectadas com tripomastigotas das cepas Y, CL-Brener ou Sylvio X10/4 de T. cruzi. A redução dos níveis do mRNA e da proteína da CK18 decorrentes da transfecção com RNAi, foram determinados por PCR em tempo real, Western blot e imunofluorescência. Seguindo a infecção por tripomastigotas de T. cruzi, nós não observamos uma redução significativa na porcentagem de células infectadas, indicando que a invasão dos parasitas não foi significativamente alterada pela ausência de CK18. Contudo, as células transfectadas com RNAi específicos para a CK18 e infectadas com tripomastigotas das cepas Y ou CL-Brener, apresentaram uma redução significativa no número de parasitas intracelulares 48 horas após a infecção quando comparados a células controles. Em contraste, a expressão reduzida de CK18 não afetou o número de parasitas intracelulares da cepa Sylvio X10/4. Experimento de dupla marcação mostrou que os parasitas da cepa Y, mas não da cepa Sylvio X10/4, co-localizam junto com a CK18. A redução nos níveis de CK18 não afetou a ligação da proteína recombinante His-65kDa à célula HeLa, nem a indução da fosforilação de ERK1/2 por esta proteína. Dessa forma, nossos estudos demonstraram que o RNAi pode ser utilizado para reduzir a expressão de CK18 in vitro em células HeLa e que a inibição de CK18 não interfere na invasão do T. cruzi, mas reduz a multiplicação das formas intracelulares de cepas que co-localizam com a CK18. Além disso, nossos resultados demonstraram que a CK18 não é necessária nem para a ligação da proteína recombinante a células HeLa nem para a ativação da via de sinalização de ERK1/2 induzida pela ASP-2. / Pre-clinical vaccination studies provided evidence that the Amastigote Surface Protein-2 (ASP-2) is an important target for protective immunity against Trypanosoma cruzi infection. Based on the remarkable protective properties of ASP-2, we thought it would be important to evaluate its polymorphism in different strains of T. cruzi. Using polyclonal and monoclonal antibodies against a bacterial recombinant protein representing ASP-2 expressed by the Y strain, we confirmed the presence of ASP-2 associated epitopes on amastigotes of a T. cruzi II strain (Y), T. cruzi I strains (Sylvio X10/4, Dm28c, Tulahuén, G and Colombian) and a hybrid strain (CL-Brener). The ASP-2 primary structure in each different strain was determined from intracellular amastigotes cDNAs. Comparison of the primary structure of ASP-2 expressed by Y, CL-Brener, Tulahuén, G (G2) and Colombian strains confirmed the immunological data revealing a high degree of identity between them (>82%). In contrast, ASP-2 deduced sequences from Sylvio X10/4 and G (G1) strains displayed a limited identity to the others (<50%) and a high degree of identity between them (78.7%). Vaccination studies confirmed the structural data. Highly susceptible A/Sn mice immunized with cDNAs from Y (pIgSPclone9) or CL-Brener (pIgSPclone50) strains had a similar degree of protective immunity against a challenge with the Y strain. In contrast, the cDNA of the G strain (pIgSPclone62, G1) was significantly less effective. Overall, our study provides evidence that ASP-2 expressed by different T. cruzi strains share a high degree of structural and immunological identity. However, there are few strains with distinct forms of this protein in nature. To study the possible function of ASP-2, we firstly evaluated the binding of the recombinant protein to mammalian cells in culture. Although the recombinant protein binds to cultured cells, transfected parasites expressing ASP-2 on the surface do not induce intracellular Ca2+ mobilization in HeLa cells, an important phenomenon in host cells invasion. ASP-2 contains a C-terminal domain denominated FLY domain (VTVXNVFLYNR) that was shown to interact with cytokeratin (CK18), a protein abundant on the host cell cytoplasm. Based on these observations, we hypothesized xx that the interaction of the FLY domain of ASP-2 with CK18 could be a critical step for T. cruzi multiplication in the host cell cytoplasm. RNAi was used to knock down the expression of CK18 in HeLa cells in vitro. Following RNAi transfection, reduced level of CK18 mRNA and protein were confirmed by real time RT-PCR, Western blot and immunofluorescence. Following infection with trypomastigotes of Y, CL-Brener or Sylvio X10/4 strains of T. cruzi, we could not observe a significant reduction in the percentage of cells infected, indicating that parasite invasion was not significantly altered by the absence of CK18. However, CK18 RNAi transfected cells infected with trypomastigotes of Y or CL-Brener strains displayed a significant reduction in the number of intracellular parasites 48 hours later when compared with control cells. The reduced level of CK18 did not affect the number of intracellular parasites of a third parasite strain (Sylvio X10/4). Colocalization experiments showed that parasites of Y strain, but not Sylvio X10/4 strain, may interact with CK18. The reduced level of CK18 did not affect the His-65kD recombinant protein binding to HeLa cells, nor the ERK1/2 phosphorilation. Our studies demonstrated that RNAi can be useful to reduce the CK18 expression in HeLa cells in vitro and the inhibition of CK18 does not interfere with T. cruzi invasion, but it seems to reduce the multiplication of intracellular forms in strains that interact with the CK18. Our results also showed that the CK18 is not necessary for the recombinant protein binding to HeLa cells nor the activation of ERK1/2 pathway signaling induced by ASP-2. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-30. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:24Z : No. of bitstreams: 1 Publico-00197.pdf: 1371304 bytes, checksum: c513b282e60ab12fa193b0ce8b343766 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No presente trabalho avaliou-se o papel das proteínas de membrana de lisossomos, LAMP-1 e LAMP-2 no processo de invasão de amastigotas extracelulares de T. cruzi. Foram utilizadas células MEF (murine embrionic fibroblast) nocaute para uma ou ambas as proteínas. Três diferentes pares linhagens de células selvagem/duplo nocaute foram utilizados, além de uma linhagem de célula nocaute para LAMP-1 e uma para LAMP-2. Amastigotas extracelulares invadiram mais eficientemente duas das células duplo nocaute, mas não uma terceira. Quando comparado às células selvagem, os amastigotas também invadiram mais eficientemente as células nocaute para LAMP-2, mas não as LAMP-1 nocaute. Adicionalmente, tanto células HeLa, quanto duas linhagens de MEF selvagem foram tratadas com siRNA para as proteínas LAMP. O tratamento promoveu diminuição na expressão das referidas proteínas, mas não houve diferença significativa na invasão entre as células tratadas e as células controle, indicando que essas proteínas não são importantes na invasão dos amastigotas extracelulares. Para explicar a maior permissividade à invasão em determinados tipos celulares, a taxa de exocitose de lisossomos foi avaliada. Felizmente, uma maior taxa de exocitose de lisossomos correlacionou-se com maior taxa de infectividade. Além disso, uma cinética de aquisição do marcador lisossomal CD63/LIMP-2 mostrou que nas células em que a taxa de invasão é maior em relação à célula selvagem correspondente, a aquisição do marcador lisossomal é maior em tempos iniciais de invasão, corroborando a importância da exocitose de lisossomos no processo de invasão. Ademais uma cinética de aquisição de marcador lisossomal (LAMP-1, neste caso) também foi realizada em células HeLa e Vero e foi demonstrado que também nestas células os amastigotas extracelulares de T. cruzi valeram-se da exocitose de lisossomos para o sítio de internalização do parasita. Finalmente, estudos anteriores realizados com as mesmas células MEF nocaute para LAMP utilizadas aqui haviam demonstrado que proteínas LAMP são necessárias para a fusão do fagossomo com o lisossomo no caso da fagocitose mediada por receptor. Porém, surpreendentemente, aqui foi possível notar vacúolos parasitóforos claramente marcados com CD63/LIMP-1 nas células duplo nocaute, indicando que, ao menos nas células MEF os AE de T. cruzi invadiram as células por um mecanismo diferente da fagocitose mediada por receptor. / In the present work the role of LAMP-1 and LAMP-2 in invasion by extracellular amastigotes of T. cruzi was evaluated. Murine embryonic fibroblast (MEF) knockout for one or both proteins were used. Three different pairs of wild type/double knockout cells were used, besides one single LAMP-1 or LAMP-2 knockouts cell lineage. Extracellular amastigotes invasion rate was higher for two of the double knockout clones but not for the other one. When compared to their respective wild type clones, the extracellular amastigotes showed higher infectivity in LAMP-2 knockouts, but no difference was seen in LAMP-1 knockout cells. In addition, HeLa and two wild type lineages of MEFs were submitted to siRNA treatment. Although the siRNA treatment was efficient, since down regulation in protein expression was observed, there was no difference in amastigotes cell invasion in cells treated in comparison to the controls. These results indicated that LAMP proteins were not important to extracellular amastigotes cell invasion. To explain the reason for a higher invasion rate observed in some cells, lysosomal exocytosis was evaluated. Fortunately, higher lysosomal exocytosis correlated with a higher invasion rate. Moreover, it was performed a CD63/LIMP-2 acquisition kinetics and the same cells that showed higher invasion rate, presented higher lysosomal marker acquisition in early invasion times. Taken together, these findings suggest that lysosomal exocytosis was important to amastigotes cell invasion. Lysosomal marker acquisition kinetics (LAMP-1 here) were performed also in HeLa and Vero cells. Once again lysosome exocytosis was important to extracellular amastigotes cell invasion. Finally, previous results with the same MEFs used in this study demonstrated that LAMP proteins were essential to phagosome-lysosome fusion. Here, it was demonstrated that in knockout cells parasitophorous vacuoles are clearly CD63/LIMP-1 stained, indicating that in MEFs, extracellular amastigotes enter cells by a mechanism other than receptor-mediated phagocytosis. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4714773 bytes, checksum: e1d2845582482ef401e124b0aa366365 (MD5) Previous issue date: 2008-08-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Leishmaniases are a complex of infectious parasitic diseases caused by species of the Leishmania genus. These diseases comprise a large spectrum of manifestations ranging from localized self-healing cutaneous lesions to fatal visceral infections. In Brazil, the visceral leishmaniasis is caused by Leishmania chagasi which affects ca. 2 million people every year with estimated 90% of cases occurring in Northeastern. Current treatments of leishmaniasis are based on first line pentavalent antimonials or other drugs like amphotericin B and pentamidine. Toxicity of those drugs, their high sideeffects, besides the high cost of treatment, difficulty for administering them and the surge of resistance are their great drawbacks. These aspects have stimulated the search for new leishmanicide agents, like the isolation and identification of natural compounds which could provide new therapeutic models for the treatment of leishmaniases. It was aimed in the present work a comparative evaluation of potentially antileishmania natural isolate compounds and their action on promastigote and amastigote forms of Leishmania chagasi by observing the cycle of this parasite in vitro. Assays were carried out with usnic acid, coumarin, quercetin, and reserpine which showed to have significant antileishmanial activity on promastigote forms of Leishmania chagasi, presenting IC50 equal to 0.0417; 1.07; 0.271 and 1.7 mM, respectively. It was possible in our experimental conditions of standardized cultivation of parasites, to establish their life cycle in vitro, by observing their metamorphosis from promastigote to mastigote. The in vitro life cycle was characterized by parasite cultivations with establishment of: 1) lag (initial), log or exponential and stationary stages of promastigotes; 2) transformation of promastigotes to intracellular amastigotes by infection of murine macrophages; this step favoured the promastigotes infectivity; and 3) amastigote isolation and transformation to promastigotes completing the cycle. Furthermore, it was also possible to establish the in vitro transformation of promastigotes in axenic amastigotes of Leishmania chagasi and its use for the evaluation of antileishmanial activity. In this case, the natural compound usnic acid exhibited antileishmanial activity against axenic amastigote forms with IC50 of 1,16 mM. It was not observed any similarity of IC50 on antileishmanial activity of usnic acid and pentamidine between the axenic amastigote and promastigote forms. This demonstrates that it is important to characterize the action of compound on each life form of the parasites. It is concluded that all assayed compounds carried out in this work had antileishmanial activity on promastigote forms, mainly, and the effect of concentration was different between promastigote, of lower IC50 values, and axenic amastigotes forms, of greater IC50 values. / As leishmanioses constituem-se por um complexo de doenças infectoparasitárias, causadas por parasitas do gênero Leishmania, e apresentam um espectro de sintomas variando de simples lesões cutâneas de cicatrização espontânea a lesões viscerais letais. A leishmaniose visceral, causada pela espécie Leishmania chagasi, no Brasil infecta cerca de duas mil pessoas por ano, sendo cerca de 90% dos casos no Nordeste. Os tratamentos atuais são baseados em compostos antimôniais pentavalentes, ou na utilização de outras drogas como a anfotericina B e a pentamidina. A toxicidade desses agentes, com efeitos colaterais graves, o alto custo dos tratamentos, as dificuldades de administração e o surgimento de resistência são grandes desvantagens, tornando essencial a busca por novos agentes leishmanicidas, como a identificação de compostos naturais isolados, que podem fornecer novos modelos terapêuticos no tratamento das leishmanioses. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar comparativamente o potencial antileishmania de compostos naturais isolados sobre as formas promastigotas e amastigotas de Leishmania chagasi, estabelecendo o ciclo do parasito in vitro. Os compostos naturais ensaiados, ácido úsnico, cumarina, quercetina e reserpina apresentaram significativa atividade antileishmania sobre as formas promastigotas de Leishmania chagasi, com IC50 igual a 0,0417; 1,07; 0,271 e 1,7 mM respectivamente. Nas condições de cultivo padronizadas no presente estudo foi possível estabelecer o ciclo de vida in vitro dos parasitos, com passagem destes pelas duas principais formas de vida: promastigotas e amastigotas. O ciclo in vitro foi caracterizado pelo cultivo das promastigotas com estabelecimento: 1) das fases: lag (inicial), log ou exponencial e estacionária dos parasitos; 2) transformação das formas promastigotas em amastigotas intracelulares, pela infecção de macrófagos murinos, o que favoreceu a infectividade das promastigotas; e 3) pelo isolamento das formas amastigotas e transformação destas em promastigotas novamente, completando o ciclo. Além disto, foi também possível estabelecer a transformação in vitro das promastigotas em amastigotas axênicas de L. chagasi e o cultivo das formas axênicas para ensaios de ação antileishmania sobre essa forma. Nesse caso, o composto natural isolado ácido úsnico apresentou atividade antileishmania sobre amastigotas axênicas de L. chagasi, com IC50 igual a 1,16 mM. Não foi observada similaridade da IC50 na atividade antileishmania do ácido úsnico e da pentamidina entre as formas amastigotas axênicas e promastigotas, o que demonstra a importância de caracterizar a ação dos compostos sobre cada forma de vida dos parasitos. Conclui-se que os compostos isolados têm atividade antileishmania sobre as formas promastigotas e o ácido úsnico sobre as formas amastigotas axênicas de L. chagasi.