Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-31 / A elucidação estrutural de glicoconjugados de superfície de Leishmania é um tema de grande relevância uma vez que estes componentes mostram-se envolvidos em diversos processos na interação do parasita com a célula hospedeira. Desse modo, seis frações glicolipídicas, denominadas de B1 a B6, foram purificadas de promastigotas de L. (V.) braziliensis por cromatografia líquida de alta resolução (HPLC). Todas as frações foram lábeis à hidrólise alcalina suave e as análises por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC/MS) demonstraram a presença de manose, galactose, glucose, glucosamina e myo-inositol, sugerindo que os glicolipídeos sejam glicoinositolfosfolipídeos (GIPLs). A análise dos alditóis acetato parcialmente metilados (PMAAs) mostrou a presença de 2,4-di-O-metil-manitol tetracetato, sugerindo uma estrutura glicana ramificada contendo resíduo de galactose terminal, decorrente da presença de 2,3,4,6-tetra-O-metilgalactitol diacetato entre os PMAAs. A reatividade com o anticorpo monoclonal (mAb) ST-3 também sugere a presença de resíduos de Galβ1→3Galα na porção glicana dos GIPLs. Estes resultados indicam que promastigotas de L. (V.) braziliensis expressam GIPLs, os quais possivelmente possam ser incluídos nos GIPLs tipo híbrido apresentando, entretanto, novas estruturas glicanas. As células de mamíferos apresentam microdomínios de membranas resistentes a detergente (DRMs), enriquecidos em colesterol e esfingolipídeos e que mostram-se envolvidos em processos de adesão, sinalização celular, processos de endocitose e tráfego polarizado de proteínas. Estudos recentes também têm demonstrado a presença destes microdomínios em T. brucei e L. (L.) major, sugerindo uma ampla distribuição na ordem Kinetoplastida. Para os estudos dos microdomínios de membrana em promastigotas de L. (V.) braziliensis foram utilizados basicamente dois protocolos, um baseado na insolubilidade em detergente não-iônico a 4ºC e outro baseado na baixa densidade dessas regiões, onde as DRMs podem ser purificadas por ultracentrifugação em gradiente de sacarose. Cerca de 85% dos GIPLs e dos esteróis foram detectados na fração insolúvel ao Triton X-100 1% a 4ºC. A presença de GIPLs, IPC e esteróis também foi verificada nas frações contendo as DRMs obtidas após ultracentrifugação. Análises por GC/MS mostraram que GIPLs e IPC apresentam alta proporção de ácidos graxos saturados. Por outro lado, a fração solúvel ao Triton X-100 1% a 4ºC apresentou 65% dos fosfolipídeos, os quais contêm, preferencialmente, ácidos graxos insaturados. As análises dos componentes protéicos por PAGE-SDS demonstraram a presença de uma proteína de aproximadamente 46 kDa, enriquecida nas DRMs, e que pode corresponder à glicoproteína de 46 kDa (gp46) que é ancorada à membrana via GPI e está relacionada com a imunidade protetiva em camundongos previamente imunizados com a glicoproteína purificada. Parasitas tratados com cetoconazol ou metil-β- ciclodextrina (MβCD) foram utilizados em ensaios de infectividade em macrófagos, uma vez que a depleção do conteúdo de esteróis poderia resultar na desestruturação dos microdomínios de membrana. A análise dos índices de infectividade demonstraram que MβCD 20 mM e 40 mM inibiu, respectivamente, 53% e 50% da infectividade. Parasitas tratados com 40 mM de MβCD apresentaram uma depleção de 70% no conteúdo de esteróis e um alto grau de desestruturação dos microdomínios de membrana, uma vez que a análise da distribuição dos GIPLs mostrou um deslocamento deste componente da região de membranas de baixa densidade para as frações solúveis. Parasitas tratados com cetoconazol apresentaram uma redução de 92% da infectividade. No entanto, parte desta inibição pode ser devido ao pequeno grau de desestruturação dos microdomínios de membrana, e parte resultante das alterações morfológicas observadas nos promastigotas, principalmente em nível de estrutura flagelar, sugerindo o envolvimento do flagelo na infecção em macrófago por este espécie de Leishmania. Os resultados apresentados nesta tese confirmam um importante papel para os microdomínios de membrana de promastigotas de L. (V.) braziliensis na infectividade em macrófago. / Glycoconjugates present in Leishmania surface are an important class of molecules involved in parasite-macrophage interaction. The structural elucidation of Leishmania (Viannia) braziliensis promastigote glycolipids is very relevant because in this specie the glycolipids represent the major promastigote surface glycoconjugate. Six glycolipid fractions, termed B1 to B6, were purified from L. (V.) braziliensis promastigotes by high performance liquid chromatography. All fractions were sensitive to mild alkaline hydrolysis and gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) analysis showed the presence of mannose, galactose, glucose, glucosamine and myo-inositol suggesting that glycolipids are glycoinositolphospholipids (GIPLs). The partially methylated alditol acetates analysis showed the presence of 2,4-di-O-methyl-mannitol tetracetate and 2,3,4,6- tetra-O-methyl-galactitol diacetate suggesting a branched oligosaccharide structure containing terminal galactose residue. These results indicate that L. (V.) braziliensis promastigotes express GIPLs which could be included in the hybrid GIPLs class, although present new glycan structures. The concept of lipid rafts, and membrane microdomains, which are non-ionic detergent-resistant at 4°C, enriched by cholesterol and sphingolipid, have being developed in the last years and have being involved in many processes such as adhesion, signal transduction, endocytosis and polarized traffic of proteins. Recently it was demonstrated the presence of these microdomains in T. brucei and L. (L.) major, suggesting a broad distribution throughout the Kinetoplastida. Membrane microdomains present in L. (V.) braziliensis promastigotes were analyzed using two protocols. The first was based on insolubility in non-ionic detergent at 4°C and the second was based on the low density of these membranes. Detergent-resistant membranes (DRMs) were purified by ultracentrifugation on sucrose gradient. About 85% of GIPLs, 85% of sterols, 65% of inositol phosphorylceramide and 35% of phospholipids were detected in detergent-insoluble fraction at 4°C. The presence of GIPLs, sterols and IPC were also verified on DRMs fractions obtained after ultracentrifugation. By GC-MS it was verified that GIPLs and IPC are composed mainly by saturated fatty acids. On the other hand, the detergentsoluble fraction present 65% of phospholipids, which contain higher percentage of unsaturated fatty acids. Analysis by SDS-PAGE demonstrated the presence of 46 kDa (glyco)protein that could correspond to the gp46 anchored in membrane by GPI, and related with protective immunity in mice immunized with this purified glycoprotein. Parasites depleted of sterols after treatment with ketoconazole and methyl-β-cyclodextrin (MβCD) were used in macrophage infectivity. Analysis of infectivity index showed that MβCD at 20 mM and 40 mM inhibited 53% and 50% of L. (V.) braziliensis infectivity, respectively. Parasites treated with MβCD at 40 mM showed a 70% sterol depletion and their GIPLs were present mainly in the fractions containing detergentsoluble components, indicating the this drug disrupted the membrane microdomains. Parasites treated with ketoconazole presented an inhibition of 92% of macrophage infectivity. The high inhibition of macrophage infectivity by parasites treated with ketoconazole could be related with low membrane microdomains disruption and with morphological changes observed in promastigotes mainly in their flagellar structure, suggesting the involvement of flagella in macrophage infectivity by L. (V.) braziliensis promastigotes. The results presented in these work demonstrate that the intact membrane microdomains are essential for L. (V.) braziliensis infectivity. / TEDE

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As leishmanioses constituem um importante problema de saúde pública no Brasil, em razão da incidência da doença associada à alta taxa de morbidade. Devido ao fato da Leishmania ser um parasita intracelular no hospedeiro vertebrado, estudos de moléculas do parasita, que atuam na interação do parasita com a célula do hospedeiro vertebrado, são de alta importância para uma melhor compreensão dos mecanismos de invasão e sobrevivência do parasita. Seguindo este racional, nesta tese foram identificados, purificados e caracterizados os proteofosfoglicanos secretados por formas promastigotas (pPPG) e amastigotas (aPPG) de L. (L.) amazonensis, respectivamente de meios de cultura e de macrófagos infectados com esses parasitas. A purificação dos PPGs foi realizada por combinações de cromatografias em DEAE-Sephadex, Octyl-Sepharose e Bio-Gel A- 0.5 e ultracentrifugações. Por "Western blotting" e radioimunoensaio em fase sólida utilizando diferentes anticorpos monoclonais (mAbs), observou-se que o pPPG apresenta alto peso molecular, contem cadeias fosfoglicanas e é reconhecido por mAbs anti-glicoesfingolipídeos (GSLs) ST-3 e ST-5, e mAb anti-lipofosfoglicano (LPG) VST-1. Em estudos imunohistoquímicos de cortes de lesão de hamsters infectados com L. (L.) amazonensis, observou-se a presença de material reativo com os mAbs ST-3, ST-4 e ST-5 na superfície do parasita e em torno do vacúolo parasitóforo. Após delipidação de cortes da lesão (processo em que são extraídos os glicolipídeos), a reatividade com os mAbs limitou-se a algumas regiões do vacúolo, sugerindo a possível localização dos aPPGs na célula infectada. O aPPG apresentou padrão de migração eletroforética similar ao pPPG, e foi reconhecido pelos mAbs ST-3, ST-4 e ST-5, mas não pelo mAb VST-1. A análise da composição monossacarídica dos PPGs de L. (L.) amazonensis por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa mostrou que o pPPG é composto por manose:galactose:glucose, na proporção molar de 1:1,2:1,7. Por outro lado, o aPPG apresenta em sua estrutura manose:galactose:glucose na proporção de 1:2:9. Em experimentos paralelos foram avaliados os níveis de produção de óxido nítrico e do fator de necrose tumoral por macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c expostos a diferentes estímulos com antígenos parasitários de L. (L.) amazonensis. Observamos que LPG, pPPG e GSLs per se não estimularam os macrófagos na produção de NO. Por outro lado o aPPG per se mostrou-se capaz de estimular a produção de NO. LPGs e pPPGs foram capazes de estimular a produção de óxido nítrico quando incubados na presença de interferon gama. Por outro lado, GSLs e interferon gama não foram capazes de estimular a produção de NO em macrófagos. Nenhum dos antígenos de Leishmania utilizados estimulou a produção de fator de necrose tumoral. O perfil glicolipídico de amastigotas axênicos de L. (L.) amazonensis em comparação com o de amastigota isolado de lesão foi analisado por HPTLC, tendo sido verificadas diferenças significativas no padrão cromatográfico dos glicolipídeos. Os glicolipídeos de formas axênicas não são reconhecidos por mAbs anti-GSLs. A organização dos glico(esfingo)lipídeos e glicoinositolfosfolipídeos (GIPLs) de formas amastigotas e promastigotas de L. (L.) amazonensis foi analisada. Para isso, membranas resistentes ao detergente não-iônico Triton X-100 foram isoladas a 4ºC. Em formas amastigotas foi verificado que os GSLs, esfingomielina e esteróis estão predominantemente localizados em frações de membranas resistentes ao tratamento com Triton X-100. Em formas promastigotas foi verificado que inositol fosforilceramida, GIPLs e esteróis estão localizados preferencialmente nas membranas de baixa densidade insolúveis em detergente nãoiônico a 4ºC. Em um outro conjunto de experimentos foi analisado o efeito de inibidor de síntese de esfingolipídeo, Aureobadisina A (AbA), em formas promastigotas e amastigotas de L. (L.) amazonensis. Em formas promastigotas foi observado que a AbA inibe o crescimento dos parasitas, entretanto esse efeito é reversível. Em ensaios de infectividade in vivo observou-se que camundongos BALB/c infectados com parasitas tratados com AbA apresentavam um desenvolvimento tardio das lesões em relação aos infectados com parasitas sem tratamento. Por outro lado, em culturas axênicas de amastigotas isoladas de lesão foi observado que a AbA é tóxica aos parasitas. Após a adição da AbA em cultura de macrófagos infectados com formas amastigotas, verificou-se uma diminuição significativa da infecção de macrófagos. Todos estes resultados sugerem que os glicoconjugados de L. (L.) amazonensis analisados nesta tese podem atuar na interação entre o parasita e o hospedeiro, exercendo papéis importantes na sobrevivência e progressão da leishmaniose. / Leishmaniasis is an important public health problem in Brazil. Since Leishmania is an obligatory intracellular parasite in the host, studies of parasite antigens responsible for interaction with the host cell during the infection are important to understand the mechanism of parasite invasion and survival. Following this rationale, in this work it was purified and characterized proteophosphoglycans secreted by promastigote (pPPG) and amastigote (aPPG) forms in culture supernatant and into parasitophorus vacuole of infected macrophages, respectively. The PPGs were purified by combination of chromatography (DEAE-Sephadex, Octyl-Sepharose and Bio-Gel A-0.5) and ultracentrifugation. By Western blotting and solid phase radioimmunoassay using different monoclonal antibodies (mAbs), it was observed that pPPG presents high molecular weight, contains phosphoglycan chains and it is recognized by anti-glycosphingolipids (GSLs) mAbs ST-3, ST-5 and by anti-lipophosphoglycan (LPG) mAb VST-1. Immunohistological analysis of hamster footpad lesions infected with L. (L.) amazonensis using different mAbs showed a strong labeling on amastigote forms and inside/around macrophage parasitophorus vacuole. After delipidation of lesion sections with a mixture of isopropanol/hexane/water (condition in which GSLs are removed) it was observed that the mAbs reactivity localized inside the vacuole remained in infected tissue, thus indicating the possible localization of aPPGs secreted by L. (L.) amazonensis recognized by the mAbs. The aPPG showed similar electrophoretic migration of pPPG, and it was recognized by mAbs anti-GSLs ST-3, ST-4 and ST-5, but not by mAb VST-1. The analysis of monosaccharide compositon of PPGs, determined by gas chromatography - mass spectrometry, showed that pPPG is constituted of mannose:galactose:glucose at molar proportion of 1:1.2:1.7. On the other hand, aPPGs showed in their strucuture mannose:galactose:glucose at proportion of 1:2:9. In parallel assays, nitric oxide (NO) and tumor necrose factor (TNF-α) production by BALB/c macrophages exposed to different L. (L.) amazonensis antigen stimuli were also analyzed. The pPPG, LPG and GSLs by themselves were not able to induce nitric oxide production by macrophages. On the hand, aPPG per se was able to induce nitric oxide production. The LPG and pPPGs were able to synergize with INF-γ the production of NO. Furthermore, GSLs were not able to stimulate NO production in presence of INF-γ. None of the antigens did induce the pro-inflammatory cytokines TNF-α secretion. The glycolipid profile of axenic and lesion amastigotes of L. (L.) amazonensis was analyzed by HPTLC. The results showed a significative difference in glycolipid chromatographic profile among the parasites, and axenic amastigote glycolipids were not recognized by anti-GSL mAbs. The membrane organization of glyco(sphingo)lipids and glycoinositolphospholipids (GIPLs) of L. (L.) amazonensis amastigote and promastigote forms were studied after Triton X-100 extraction at 4ºC. In amastigote forms it was observed that GSLs, sterol and sphingomyelin are present in the Triton X-100 resistant membrane domains. In promastigote parasites it was observed that inositol phosphorylceramide, GIPLs, sterol and a small amount of phosphatidylethanolamine are localized in the low-density membranes insoluble in non-ionic detergent at 4ºC. In another set of experiments, it was analyzed the effect of Aureobasidin A (AbA) in L. (L.) amazonensis promastigote and amastigote forms. AbA inhibited completely promastigotes growth, however, it should be noted that this effect was reversible. Infectivity assays in BALB/c mice using promastigote forms treated with AbA showed a delay in lesion development. On the other hand, the effect of AbA in L. (L.) amazonensis amastigotes showed that this drug is toxic to amastigote forms. AbA effect was also analyzed during the infection of macrophages by amastigote forms of L. (L.) amazonensis. After adition of AbA in the culture, it was observed a significative reduction of phagocytic index. The present study shows that Leishmania glycoconjugates may be crucial in parasite-host cell interaction, playing important role in the parasite survival and in the disease progress. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações