Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-09-17T00:30:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Mestrado BP - Camila Mesquita Rodrigues.pdf: 2143075 bytes, checksum: ece36df5bf0e778217222b79d03c4bd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-17T00:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Mestrado BP - Camila Mesquita Rodrigues.pdf: 2143075 bytes, checksum: ece36df5bf0e778217222b79d03c4bd8 (MD5) Previous issue date: 2011-12-08 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / O ferro é um elemento essencial para a sobrevivência dos microorganismos in vitro e in vivo, atuando como cofator de diversas enzimas e desempenhando um papel crítico durante a interação parasito-hospedeiro. Somente os parasitos mais virulentos são dotados de mecanismos eficazes para adquirir ferro do hospedeiro sadio, conseguindo invadir, colonizar, se multiplicar e estabelecer a infecção. L. (V.) braziliensis é um parasito distribuído por todo o continente americano sendo considerado o principal agente etiológico da Leishmaniose Tegumentar Americana (LTA). No presente estudo, o efeito do ferro sobre a proliferação, a ultraestrutura e a expressão protéica de L. (V.) braziliensis é analisado pelo uso do quelante 2,2-dipyridyl. A curva de crescimento de L. (V.) braziliensis foi afetada tanto pela concentração do quelante quanto pelo tempo de cultivo em meio depletado de ferro. Nos ensaios de citotoxicidade, a relação entre a intensidade da fluorescência e a concentração do quelante de ferro também foi dose dependente. As concentrações de 100, 140 e 180 µM de 2,2-dipyridyl afetaram significativamente a fluorescência emitida por ambos os isolados após 24 e 48 horas de incubação. Os valores da IC50 foram calculados após 24 e 48 horas e o isolado IOC-L 2483, relacionado à forma disseminada da LTA, foi escolhido para a realização de todos os ensaios subseqüentes. A análise ultraestrutural das formas promastigotas tratadas com 100 µM de 2,2-dipyridyl revelou grande dano a mitocôndria que sofreu perda da matriz e da crista e passou a apresentar estruturas membranares concêntricas em seu interior. A depleção de ferro também induziu a ruptura do complexo de Golgi e a intensa vacuolização citoplasmática. A análise de parasitos incubados com TMRE e PI por citometria de fluxo demonstrou que a depleção de ferro acarreta na dissipação do potencial de membrana mitocondrial embora não esteja associada permeabilização da membrana celular. A incubação dos parasitos com TUNEL demonstrou que a privação de ferro não acarreta em fragmentação do DNA nuclear. A análise dos extratos totais das formas promastigotas por eletroforese bidimensional e espectrometria de massas revelou que as proteínas que tiveram sua expressão aumentada ou diminuída após tratamento com o quelante estão relacionadas à manutenção da homeostase do ferro, ao metabolismo dos ácidos nucléicos e à indução de modificações pós traducionais. Nossos resultados demonstram que a depleção de ferro afeta a proliferação, a ultraestrutura e a expressão protéica de L. (V.) braziliensis, induzindo à disfunção mitocondrial e levando a morte do parasito. / Iron is an essential element for in vitro and in vivo survival of microorganisms, acting as a cofactor of several enzymes and playing a critical role in host-parasite relationship. Only the more virulent strains, endowed with effective mechanisms to acquire iron from healthy hosts can invade, colonize, multiply and establish infection. Leishmania (Viannia) braziliensis is a parasite widespread in the new world and considered to be the major etiological agent of American Tegumentary Leishmaniasis (ATL). In the present study, the effect of iron on growth, ultrastructure and protein expression of L. (V.) braziliensis is analyzed by use of the chelator 2,2-dipyridyl. Growth curve of L. (V.) braziliensis was affected by both concentration of iron chelator and time of culture in depleted medium. In citotoxicity assays, the ratio between fluorescence intensity and concentration of iron chelator was also dose dependent. Concentrations of 100, 140 and 180 µM of 2,2-dipyridyl significantly affected the fluorescence emitted by both isolates after 24 and 48 hours of incubation. The IC50 values were calculated after 24 and 48 hours and IOC-L 2483, related to the disseminated clinical manifestation of the LTA, was chosen to perform all the subsequent assays. Ultrastructural analysis of treated promastigotes revealed a remarkable mitochondrial swelling with loss of cristae and matrix and presence of concentric membranar structures inside the organelle. Iron depletion also induced Golgi disruption and intense cytoplasmic vacuolization. Fluorescence- activated cell sorting analysis of tetramethylrhodamine stained parasites showed that 100 µM of 2,2-dipyridyl collapsed the mitochondrial membrane potential. Incubation of parasites with propidium iodide demonstrated that disruption of mitochondrial membrane potential was not associated with plasma membrane permeabilization. TUNEL labelling for DNA fragments was negative. Two dimensional electrophoresis and mass spectrometry analysis of whole extracts from promastigotes showed that proteins involved in homeostasis of iron, metabolism of nucleic acids and coordination of post-translational modifications suffered up- or down- regulation after treatment with the iron chelator. Our results show that iron depletion affects growth, ultrastructure and protein expression of L. (V.) braziliensis leading to mitochondrial dysfunction and cell death.