Submitted by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2012-07-26T17:19:21Z No. of bitstreams: 1 elisangela_m_santos_ioc_bp_0050_2011.pdf: 758127 bytes, checksum: fbb2b054e3450c2d88a88136ab8e9a93 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-26T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 elisangela_m_santos_ioc_bp_0050_2011.pdf: 758127 bytes, checksum: fbb2b054e3450c2d88a88136ab8e9a93 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / As leishmanioses formam um grupo de doenças que afetam 350 milhões de pessoas atualmente, atingindo 88 países em todo o mundo com uma estimativa de 1-2 milhões de novos casos por ano. O desfecho da infecção causada por Leishmania depende tanto de fatores do patógeno como do hospedeiro, embora a virulência de Leishmania possa ser modulada por fatores ambientais e genéticos relacionados aos hospedeiros mamíferos e vetores, os determinantes moleculares são elementos-chave no estabelecimento da infecção, ou seja, são os fatores que determinam a virulência. A KMP-11 é uma glicoproteína que está presente em todos os cinetoplastideos. O presente estudo avaliou a expressão do gene de KMP-11 de L. amazonensis ao nível de RNA e ao nível de proteína, durante passagens sucessivas de promastigotas de fase estacionária através de cultivo in vitro, investigando se há associação entre a sua expressão e a virulência dos parasitos. A avaliação da virulência dos parasitos mantidos em cultura foi realizada através do acompanhamento da evolução da infecção experimental murina (modelo in vivo) durante um período de dez semanas, juntamente com a observação do surgimento de ulceração. A quantificação da carga parasitária foi realizada nos linfonodos drenantes das lesões, através da através da técnica de diluição limitante A avaliação também foi realizada pela infecção de macrófagos murinos (modelo in vitro). Os resultados de medição de pata foram analisados pelo teste não paramétrico ANOVA 2 fatores, seguido do pós-teste de Bonferroni. Além disso, foi realizada a determinação da proporção de metacíclicas nos promastigotas de fase estacionária mantidos em cultura, através da técnica de lise pelo complemento. Nossos resultados mostraram que há um decréscimo da virulência dos promastigotas de fase estacionária ao longo do número de passagens, pois os camundongos infectados com as passagens iniciais desenvolveram lesões maiores do que aqueles com os promastigotas mantidos em cultura por mais tempo. Quanto ao surgimento de ulcerações, na 10a semana pós-infecção, todos os animais infectados com promastigotas de 1a passagem apresentavam lesões ulceradas, enquanto que nenhum dos camundongos infectados com promastigotas de 20a passagem apresentava lesão ulcerada. Na infecção in vitro, a carga parasitária nos macrófagos testados diminuiu em função do número das subculturas, o que foi demonstrado através do decréscimo da porcentagem média de macrófagos infectados e pela quantidade média de amastigotas a cada 100 macrófagos infectados. A quantificação da carga parasitária foi realizada nos linfonodos drenantes da lesão dos camundongos infectados, confirmando a diminuição da virulência dos promastigotas. A quantificação da proporção de promastigotas metacíclicas demonstrou que a porcentagem diminui ao longo do tempo de subcultivo. A avaliação da expressão de KMP-11 na superfície de promastigotas por citometria de fluxo demonstrou um decréscimo na expressão da proteína proporcional ao número de subculturas. Verificou-se, portanto, uma associação entre a expressão da proteína KMP-11 e a virulência de promastigotas de L. amazonensis. Os resultados dos ensaios de PCR em tempo real demonstraram que não há diferença estatisticamente significativa na quantidade de transcritos do gene da proteína KMP-11 entre as passagens analisadas. Entretanto, a perda da virulência associada com a diminuição da expressão da proteína KMP-11 indica que esta molécula possua uma função na infectividade dos promastigotas de Leishmania amazonensis, atuando possivelmente como um fator de virulência. / The leishmaniases are a group of diseases that currently, affects 350 million people reaching 88 countries throughout world with an estimated incidence of 1-2 million new cases per year. The outcome of the infection caused by Leishmania depends on factors from the pathogen and from the host. Although Leishmania virulence can be modulated by environmental and genetic factors related to mammalian hosts and vectors, molecular determinants are key elements in the establishment of infection and for the determination, of virulence. KMP-11 is a glycoprotein which is present in all kinetoplastids. This study evaluated the gene expression of KMP-11 in L. amazonensis at RNA level and at protein level, during successive passages of in vitro culture, investigating a possible correlation between KMP-11 expression and virulence of parasites. The evaluation of the virulence of cultured parasites was performed by monitoring of the progression of the lesions in experimental murine infection (in vivo model) during ten weeks, along with the emergence of cutaneous ulcers. The quantification of parasite load was performed on draining lymph nodes using the limiting dilution analysis. The assessment of parasite virulence was also performed by the infection of murine macrophages (in vitro model). The paw measurement results were analyzed by nonparametric test ANOVA 2 way, followed by Bonferroni post-test. Furthermore, the metacyclic promastigotes proportion in stationary growth phase from cultures with different numbers of passages was evaluated by complement lysis. Our results showed a decrease in promastigotes of stationary phase virulence that correlated with the increase of the number of passages, as mice infected with the early passages developed larger lesions than those infected with promastigotes cultured for longer periods and higher numbers of passages. Concerning the development of ulcers, at 10th week post-infection, all animals infected with promastigotes of first passage presented ulcerated lesions, whereas none of the mice infected mice with promastigotes of the 20th passage showed an ulcerated lesion. Analyzing the in vitro infection, the parasite burden in macrophages decreased with the number of subcultures, as demonstrated by the decrease in the percentage of infected macrophages and in the number of amastigotes per 100 infected macrophages. The quantification of parasites in draining lymph nodes of the infected mice confirmed the decrease in the virulence of promastigotes from cultures with more passages. The estimation of the metacyclic promastigote proportions showed that the percentages decline through the time of subculture. The evaluation of KMP-11 expression on the surface of promastigotes by flow cytometry showed a decrease in protein expression proportional to the number of subcultures. Therefore, there was an association between the expression of KMP-11 protein and the virulence of L. amazonensis promastigotes. The results of real-time PCR assays showed that there is no statistically significant difference in the amount of gene transcripts of KMP-11 protein in the analyzed passages. However, the loss of virulence associated with decreased protein expression of KMP-11 indicates that this molecule may have a role in promastigotes infectivity of Leishmania amazonensis, possibly acting as a virulence factor.

Made available in DSpace on 2016-05-11T13:06:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 mariana_rottini_ioc_dout_2015.pdf: 66121272 bytes, checksum: 81ebf83865bc58345b44635091ee970f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / As opções de tratamento para leishmaniose tegumentar, atualmente disponíveis, apresentam problemas envolvendo a eficácia, os efeitos colaterais e os casos de resistência do parasito relacionados aos principais fármacos utilizados. Além disso, todos os fármacos são de administração parenteral, o que depende de profissionais experientes e deslocamento do paciente ao local de tratamento. Por esse motivo, muitos abandonam o tratamento, o que leva ao surgimento de cepas de Leishmania resistentes. Isso tem incentivado a pesquisa de novos agentes, com características leishmanicidas que apresentem menores efeitos colaterais e que sejam de administração mais fácil. Assim, a utilização de produtos naturais, derivados de plantas, vem despertando o interesse de pesquisadores na busca de tratamentos alternativos para a leishmaniose cutânea. Alguns óleos essenciais têm mostrado, em ensaios experimentais, uma efetiva ação leishmanicida, o que faz desses compostos promissoras opções no tratamento desta doença. Resultados obtidos, anteriormente, pelo nosso grupo, demonstraram que o (-)\03B1-bisabolol apresenta potente atividade leishmanicida, in vitro, contra formas promastigotas e amastigotas intracelulares de L. amazonensis. Ao avaliarmos a citotoxicidade deste óleo demonstramos que este composto apresentou maior atividade citotóxica para os parasitos que para os macrófagos Além disso, foi possível demonstrar alterações morfológicas e ultraestruturais nos parasito, tanto em formas promastigotas, como em formas amastigotas interiorizadas por macrófagos tratadas com o (-)\03B1-bisabolol, através da microscopia eletrônica de transmissão. Baseados nestes resultados in vitro, obtidos pelo nosso grupo, desenvolvemos três formulações tópicas contendo (-)\03B1-bisabolol com diferentes concentrações, as quais foram utilizados no tratamento da leishmaniose experimental no modelo murino. Durante o tratamento com as formulações não observamos alterações que pudessem estar relacionadas com a citotoxicidade ao tratamento tópico. Observamos que os animais tratados com a formulação contendo 1.000 mg/kg/dia de (-)\03B1-bisabolol mostraram regressão e cicatrização das lesões, com diminuição da carga parasitária. Os animais tratados com 500 mg/kg/dia e 250 mg/kg/dia de (-)\03B1-bisabolol também mostraram regressão e cicatrização das lesões, entretanto, sem diminuição da carga parasitária. Diante dos resultados analisados, podemos destacar que o (-)\03B1-bisabolol possui ação leishmanicida, dose dependente, tanto in vitro quanto in vivo, demonstrando ter eficácia no tratamento da leishmaniose experimental, o que poderá transformá-lo num composto promissor, através de um estudo futuro que possibilite aprimorar a sua capacidade leishmanicida / The treatment currently available for cutaneous leishmaniasis have problems involving its efficacy, side effects and resistance cases. In addition, all drugs are administrated parenterally. For this reason, many patients abandon the treatment, which leads to the emergence of Leishmania resistant strains. This has encouraged the search for new agents with antileishmanial features that have fewer side effects. Thus, the use of natural products derived from plants has aroused the interest of researchers in the search for alternative treatments for cutaneous leishmaniasis. Some essential oils or isolated compounds from plants have been shown, in experimental trials, an effective activity against Leishmania, which makes these compounds promising options for the treatment of this disease. Results obtained previously by our group demonstrated that (-)α-bisabolol has potent leishmanicidal activity in vitro against promastigotes and intracellular amastigotes of Leishmania amazonensis. When evaluating the cytotoxicity of this oil we demonstrated that this compound present stronger cytotoxic activity against parasites than macrophages. Furthermore, morphological and ultrastructural changes of the parasite were demonstrated by transmission electron microscopy, both in promastigotes and amastigotes treated with (-)α-bisabolol. Due to the in vitro results obtained by our group, we have developed three topical formulations containing (-) α-bisabolol with different concentrations. During treatment with the formulations changes that might be related to cytotoxicity to topical treatment were not observed. Animals treated with the formulation containing 1.000 mg/kg/day (-) α-bisabolol, showed regression and healing of the lesions with reduction in parasite load. The animals treated with 500 mg/kg/day and 250 mg/kg/day (-)α-bisabolol also showed regression and healing of the lesions, however, without reduction of the parasitic load. On the analyzed results, we emphasize that the (-) α- bisabolol has leishmanicidal action both in vitro and in vivo, showing be effective in the treatment of experimental leishmaniasis, which could turn it into a promising compound through a future study enables leishmanicidal improve its capacity. / 2017-12-02

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Leishmania spp. undergo substantial adaptations from being promastigotes, found in sandflies, to being amastigotes, residing in parasitophorous vacuoles within mammalian macrophages. In the past, microarray studies have sought to elucidate these adaptations using axenic amastigote systems or amastigotes purified from host-cells, raising the question whether the observed transcriptomic signatures were a true reflection of intracellular amastigotes. Moreover, with ever-improving genome annotations being available, it is clear that these studies failed to address the transcriptomic behaviour of a considerable number of transcripts. In the work presented herein, I employed RNA-sequencing to obtain transcriptomic profiles of Leishmania mexicana axenic promastigotes (PRO), axenic amastigotes (AXA) and intracellular amastigotes (AMA) in murine bone-marrow derived macrophages. The intracellular amastigotes were not purified from host cells, but instead sequencing reads assigned to a hybrid L. mexicana - Mus musculus genome and the transcriptomes separated in silico. We were able to map pre-mRNA processing sites, thereby defining transcript boundaries, proposing 184 truncations and 1253 extensions of existing gene models as well as discovering 936 novel genes. Mass-spectrometric evidence was obtained for both proposed extended and novel proteins. Using this improved genome annotation, we generated gene expression profiles for AMA, AXA and PRO, identifying 3832 differentially expressed transcripts between PRO and AMA as well as 2176 between PRO and AXA and 1234 between AXA and AMA. Transcripts differentially expressed between AMA and PRO correlated well with previous reports, were enriched for novel transcripts identified in this study and contained an unprecedented wealth of yet uncharacterised transcripts. Guided by these data, I performed a GFP-tagging screen identifying two proteins which may play an important role in L. mexicana biology, LmxM.16.0500, a member of a small, divergent, amastin-derived gene family, which appears to be released from the cell body of PRO, and LmxM.09.1330 a specific marker of the amastigote flagellar pocket.