Septinas são GTPases capazes de se polimerizar. Essas proteínas, componentes do citoesqueleto, participam de diversos processos celulares nos quais elas se encontram associadas às membranas, como na citocinese, na ciliogênese e na exocitose. Para que possam exercer essas variadas funções, as septinas organizam-se como hetero-oligômeros (complexos) não-polares, os quais podem interagir entre si, formando estruturas maiores como filamentos, anéis e redes. Essas proteínas são altamente conservadas em eucariotos, todavia, o número de genes de septinas entre espécies é variável de uma, em Chlamydomonas reinhardtii, até mais de uma dezena de genes de septinas em humanos. Estudos anteriores do nosso grupo de pesquisa descreveram quatro septinas em Schistosoma mansoni, nomeadas SmSEPT5, SmSEPT10, SmSEPT7.1 e SmSEPT7.2. Ainda, recentemente, foi verificado que essas septinas são capazes de se ligar a membranas modelo, constituindo um modelo mais simples, quando comparadas às humanas, para estudar os mecanismos de associação às membranas. Neste trabalho, foram investigadas a influência da curvatura das membranas para a interação septinas-lipídios e a especificidade de septinas por diferentes fosfolipídios. Além das septinas de S. mansoni, o complexo de septinas de Ciona intestinalis foi também incluído, visando análises comparativas. Experimentos de microscopia confocal de fluorescência mostraram que tanto a SmSEPT10 isolada, quanto os complexos de septinas de S. mansoni e de C. intestinalis ligam-se, preferencialmente, a membranas com curvaturas de 2 μm-1(diâmetro de 0,96 μm). Essa tendência parece ser intrínseca de septinas, visto que complexos de outros organismos já haviam apresentado a mesma preferência. A capacidade de uma septina individual, no caso SmSEPT10, de distinguir curvaturas é um indicativo de que a polimerização não é necessária para esse mecanismo. A interação das septinas aos modelos de membrana só foi detectada na presença de dextrose, sugerindo que esse açúcar atue na estabilização dessas proteínas e abrindo novas frentes de estudo sobre a estabilidade das septinas. Os experimentos de microscopia, em conjunto com ensaios de PIP Strips, demonstraram que o complexo de septinas de C. intestinalis liga-se, preferencialmente, à fosfatidilserina, enquanto as septinas de S. mansoni apresentam uma preferência por fosfoinositóis. Finalmente, ensaios preliminares com construções mutantes do C-terminal da SmSEPT10 possibilitaram o desenvolvimento de uma hipótese para o mecanismo de associação dessa septina às membranas. / Septins are polymerizable GTPases. These cytoskeletal proteins are involved in several cellular processes in which they are associated to membranes, including cytokinesis, ciliogenesis and exocytosis. In order to perform these various functions, septins assemble into non-polar hetero-oligomers (complexes), which interact with each other forming higher-order structures such as filaments, ring and gauzes. These proteins are highly conserved in eukaryotes, yet the number of septin genes varies from one, in Chlamydomonas reinhardtii, to more than a dozen septin genes in humans. Previous studies from our research group described four septins in Schistosoma mansoni, named SmSEPT5, SmSEPT10, SmSEPT7.1 and SmSEPT7.2. Recently, it was verified that these proteins are capable of binding to model membranes, constituting a simpler model, when compared to human septins, to study the mechanism of membrane association. In this work, the influence of membrane curvature to the septin-lipid binding and the septin specificity to different phospholipids were investigated. In addition to S. mansoni septins, the septin complex from Ciona intestinalis was also included for comparative analyzes. Confocal fluorescence microscopy experiments showed that both SmSEPT10 and the septin complexes from S. mansoni and C. intestinalis bind, preferably, to membranes with 2 μm-1 curvatures (0,96 μm diameter). This tendency seems to be intrinsic to septins, as hetero-oligomers from other organisms had already presented the same binding preference. The capacity of an individual septin to distinguish curvatures is an indicative that the polymerization is not required for this mechanism. The interaction of these septins to the membrane models was only detected in the presence of dextrose, suggesting that this sugar acted in the protein stabilization, thus opening up new to study septin stability. These microscopy experiments, together with PIP Strips assays, demonstrated that the septin complex from C. intestinalis binds preferentially to phosphatidylserine, whereas septins from S. mansoni show a preference to phosphoinositides. Finally, preliminary assays with mutant constructions of SmSEPT10 C-terminal enabled the development of a hypothesis for the association mechanism of these proteins to membranes.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Parasitologie - Biologie moléculaire : Lille 2 : 2008. / Résumé en français et en anglais. RTK = Récepteurs Tyrosine Kinase. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 104-118.

The impact of a primary infection with the incompatible digenean Plagiorchis elegans to groups composed of young, juvenile and adult Biomphalaria glabrata and a challenge infection with the compatible parasite Schistosoma mansoni was examined. Egg production of young B. glabrata was significantly reduced by P. elegans at the higher exposures of 16 eggs per snail, while egg production of adult B. glabrata was reduced at exposures of 8 and 16 eggs per snail. Egg production of juvenile B. glabrata snails was not significantly affected by any of the levels of P. elegans exposures. The survivorship of juvenile B. glabrata snails was significantly lowered by an exposure to 16 P. elegans eggs per snail. The survivorship of adult snails was significantly reduced by exposures to both 8 and 16 P. elegans eggs per snail. Interestingly enough, the survivorship of young B. glabrata snails was not significantly affected by P. elegans exposure. Snails harboring small P. elegans infections acquired a resistance to Schistosoma mansoni infection. Infection with P. elegans did not have any significant effect on the egg production of the young and adult sympatric snails, Helisoma trivolvis trivolvis. The survivorship of adult H. trivolvis trivolvis was not significantly affected by exposure to P. elegans. This being said, young H. t. trivolvis that were exposed to P. elegans had a higher survivorship than did control snails. Exposed Bulinus truncatus snails laid up to 50% fewer eggs for the first five weeks due to P. elegans infection. There was however no effect on the survivorship of the snails.

A esquistossomose mansônica é a segunda maior endemia parasitária do mundo em termos de extensão das áreas endêmicas e do número de pessoas infectadas com 200 milhões de pessoas acometidas. Esta doença é causada pelo parasito trematódeo Schistosoma mansoni, o qual apresenta adequados mecanismos de resposta ao estresse envolvendo a regulação da expressão gênica e proteica, reparo ou substituição de moléculas danificadas, recuperação do balanço redox, controle do ciclo celular e apoptose. O sistema ubiquitina- proteassoma é importante para manter a homeostase proteica durante o estresse celular. Inibidores do proteassoma podem interferir em processos como crescimento, progressão do ciclo celular e replicação, e os seus efeitos vem sendo caracterizados em muitos parasitos. Nosso laboratório demonstrou que MG132 reduz o número de esquistossômulos, a carga parasitária e a ovoposição em camundongos infectados com S. mansoni. Neste trabalho, são descritos os efeitos in vitro do estresse oxidativo, choque térmico e estresse químico em vermes adultos de S. mansoni. Observou-se alteração no perfil de expressão proteica durante estresse oxidativo e térmico, sendo identificadas dezoito proteínas upreguladas nestas condições. Estas proteínas estão envolvidas em muitas vias intracelulares como dobramento de proteínas, proteólise, ligação a íons cálcio, regulação de proteínas e resposta a estresse. Além disso, o estresse oxidativo gerou mudanças em vermes adultos de S. mansoni em processos como produção de ovos, motilidade, morfologia do tegumento, viabilidade e pareamento dos vermes. O estresse químico induzido com Curcumina, IBMX e MG132 aumentou a produção de ROS intracelular e alterou o perfil de expressão de enzimas antioxidantes em S. mansoni. As enzimas SmGPx1 e SmPGx2 tiveram a expressão aumentada no estresse com Curcumina e IBMX, enquanto que SmSOD e SmTGR foram induzidas no estresse com Curcumina. As enzimas do proteassoma SmHul5 e SmUbp6 tiveram a expressão modulada durante o estresse oxidativo, choque térmico e estresse químico. Em adição, a análise de expressão no ciclo de vida de S. mansoni revelou que estes genes apresentam um nível alto de expressão em esporocistos, esquistossômulos e miracídios. Estes resultados sugerem que estas proteínas acessórias do proteassoma participam da resposta ao estresse e desenvolvimento do parasito. O nível de expressão de SmHul5 e SmUbp6 foi cerca 9 e 16 vezes menor em relação ao controle no estresse químico induzido com IBMX, respectivamente, sugerindo a desmontagem do proteassoma. Por outro lado, Curcumina, MG132, estresse oxidativo e choque térmico aumentaram o nível de expressão de SmHul5 e SmUbp6. Além disso, o nível de expressão da proteína de maturação do proteassoma (SmPOMP) aumentou no estresse com Curcumina, MG132 e estresse oxidativo, sugerindo a síntese de novas populações de proteassoma. Em relação ao estresse oxidativo, nós demonstramos o aumento no nível proteico de proteassoma 20S e da subunidade alfa-3 do proteassoma sugerindo que em S. mansoni as proteínas oxidadas são degradadas pelo proteassoma 20S. Além do mais, nós observamos que vermes adultos de S. mansoni parecem utilizar mecanismos de resposta similares para diferentes estresses. Nossos resultados demonstraram que o estresse oxidativo, choque térmico e estresse químico modificam o perfil de expressão de genes relacionados ao sistema ubiquitina-proteassoma e sugerem que o proteassoma é importante para as respostas celulares ao estresse neste parasito. / Schistosomiasis is a neglected tropical disease caused by blood flukes (genus Schistosoma) and affecting 200 million people worldwide. This disease continues to rank, following malaria, at the second position of the world\'s parasitic diseases in terms of the extent of endemic areas and the number of infected people. There are different types of stress and the organisms have many mechanisms to respond to these stressor agents. The responses involve the regulation of gene and protein expression and consist in events such as repair or substitution of damaged molecules, recovery of redox balance, cell cycle control and apoptosis. The proteasomal system is important to support the protein homeostasis during the cellular stress. Effect of proteasome inhibitors has been described in many protozoans, either inhibiting growth or cell cycle progression, or blocking replication. Our laboratory\'s results have shown that MG132 reduces the number of lung stage schistosomula, the worm burden and consequently decreases oviposition in S. mansoni-infected mice. Here, we describe the in vitro effects of oxidative stress, heat shock and chemical stress in S. mansoni adult worms. We report that the oxidative stress and heat shock cause drastic changes in the protein profile of S. mansoni adult worms, and we identified a total of eighteen upregulated proteins in these conditions. These proteins are involved with many intracellular pathways as protein folding, proteolysis, calcium ion binding, regulator proteins and stress response. In addition, oxidative stress induced with H2O2 generated significative changes in the adult worms concerning process such as egg production, motor activity, tegument morphology, viability and pairing of worms. Chemical stress induced with Curcumin, IBMX and MG132 increases ROS production and changes the gene expression profile of antioxidant enzymes of S. mansoni adult worms. The enzymes SmGPx1 and SmGPx2 were upregulated in Curcumin and IBMXinduced chemical stress, and both SmSOD and SmTGR were upregulated- Curcumin. The proteasomal enzymes SmHul5 and SmUbp6 had their gene expression modified during oxidative stress, heat shock and chemical stress. Besides of, expression analyses in the S. mansoni life cycle indicate that genes are different express in sporocyst, schistosomula and miracidia. These results suggest these accessory proteins proteasome participates of stress response and parasite development. The expression level of SmHul5 and SmUbp6 were 16 and 9 times less than the control in chemical stress induced by IBMX, and we suggest that these results are due to the proteasome disassembling. On the other hand, Curcumin, MG132, oxidative stress e heat shock increases the expression of SmHul5 and SmUbp6. Furthermore, the expression level of maturation proteasome protein (SmPOMP) increases in stress induced by Curcumin, MG132 and oxidative stress suggesting new proteasome synthesis. In addition, we demonstrate increase the both 20S level and alpha-3 subunit proteasome in the oxidative stress, suggesting that in S. mansoni oxidized protein formed due to oxidative damage are degrade by proteasome 20S. We observed that S. mansoni adult worms utilize similar mechanisms to respond different stresses. Ours results demonstrate that oxidative stress, heat shock and chemical stress modified the expression profile of genes related with the ubiquitinproteasome system and suggest that the proteasome is important to responses the cellular stresses in the parasite.

Les mécanismes épigénétiques contribuent à générer une variabilité phénotypique héréditaire. Le plus étudié de ces mécanismes est la méthylation de l'ADN au niveau des résidus cytosine. Cette méthylation est principalement (mais pas exclusivement) située dans le contexte CpG. En dépit d'être l'un des supports épigénétiques les plus analysés, Cette méthylation n'a pas été étudiée de manière exhaustive. Au cours de mon doctorat, j'ai contribué à développer un nouveau logiciel de prédiction de la méthylation de l'ADN basée sur les taux de mutation localisés au niveau des régions CpG. L’analyse de séquences issues de bases de données pour 150 espèces ont permis d’identifier 4 profils de méthylation dans les corps des gènes. Ces profils de méthylation ne sont pas congruents avec la classification du vivant. Ces résultats suggèrent une convergence évolutive sous contraintes environnementales ou fonctionnelles et une universalité du code de méthylation de l'ADN. Nos différents résultats permettent de générer des liens conceptuels entre méthylation de l'ADN, fonction des gènes et environnement pour une large gamme de clades phylogénétiques. Pour valider l’importance de l’épigénétique dans la plasticité phénotypique, je me suis focalisé dans une seconde partie de ma thèse au succès parasitaire de Schistosoma au sein de son hôte intermédiaire, le mollusque Biomphalaria glabrata. En effet, l'interaction entre ce parasite trématode agent de la bilharziose et ce mollusque est caractérisée par un polymorphisme de compatibilité. Du côté du parasite, le principal marqueur moléculaire de la compatibilité est le profil d'expression de mucines polymorphes appelées SmPoMuc. Nous montrons que l’utilisation d’agent épimutagènes provoque des modifications de la structure de la chromatine notamment au niveau des promoteurs SmPoMuc. Ces modifications sont à l’origine de la variabilité phénotypique puisque le succès parasitaire s’en trouve augmenter. Nous établissons ici que les changements épigénétiques peuvent être un élément important de la plasticité phénotypique adaptative chez S. mansoni, aussi importante que la composante génétique. / Epigenetic mechanisms contribute to generate heritable phenotypic variability. The most studied of these mechanisms is DNA methylation on cytosine residues. Methylation is predominantly (but not exclusively) located in CpG dinucleotides context. Surprisingly, DNA methylation has not been exhaustively studied in many species. During my PhD, I developed a new Galaxy-integrated software to predict DNA methylation based on mutation rates of methylated and unmethylated CpG regions. DNA methylation analysis from several data bases for 150 species have identified 4 typical profiles for methylation distribution all the long gene bodies. These methylation profiles are not congruent with kingdom classification. These results suggest evolutionary convergence under environmental or functional constraints and universality of the DNA methylation code. Our results contribute to pave the way for generating conceptual links between DNA methylation, genes function and environment for a large range of phylogenetic clades.To evaluate the significance of epigenetic program on the phenotypic plasticity, I focused also on the parasitic success of Schistosoma face to its intermediate host, the Biomphalaria glabrata snail. Indeed, the interaction between this trematode parasite causing of the second human disease after malaria and the mollusk is based on a compatibility polymorphism. On the side of the parasite, the main molecular marker of this compatibility is supported by expression profile of polymorphic mucins called SmPoMucs. We demonstrate that epimutator compounds induce chromatin structural modification on mucin promoters. These modifications are directly involved on the phenotypic plasticity since the infectivity rate is enhanced. In this work, we conclude that epigenetic modifications are key elements on adaptive and developmental plasticity for S. mansoni, as essential as the genetic component.

Submitted by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2014-01-21T12:33:06Z No. of bitstreams: 1 T_54.pdf: 3536931 bytes, checksum: 59552db3345f3f24dce1136cf6f46d7c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-21T12:33:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 T_54.pdf: 3536931 bytes, checksum: 59552db3345f3f24dce1136cf6f46d7c (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou / Apesar do grande esforço na tentativa de controlar a esquistossomose, esta doença continua sendo uma das mais prevalentes no mundo. Novas intervenções são uma prioridade importante para a eliminação da esquistossomose, uma vez que o controle da doença tem sido baseado essencialmente na quimioterapia, a qual não previne a reinfecção. O desenvolvimento de uma vacina para a esquistossomose para proteção a longo prazo, bem como de um novo teste de diagnóstico, constituirá um grande avanço para o controle da doença. A compreensão da resposta imunológica associada com os estados de infecção/proteção pode constituir a base da descoberta de novos antígenos biomarcadores para vacina e diagnóstico para a esquistossomose. Recentes avanços na área pós-genômica têm permitido uma busca mais racional por biomarcadores. Inicialmente, eletroforese bidimensional (2-DE) de extrato proteico total de diferentes fases de desenvolvimento do Schistosoma mansoni foi realizada, obtendo-se um perfil de separação de spots proteicos com boa resolução com os extratos de todas as fases, mas com um perfil distinto entre eles. Posteriormente, proteínas do extrato proteico de verme adulto, total e de tegumento, foram separaradas por 2-DE e, então, incubadas com amostras de soro de indivíduos infectados (INF) e não infectados de área endêmica (NE) e de indivíduos não infectados de área não endêmica (NI) para esquistossomose em experimento de Western-blotting bidimensional (2D-WB). No total, 47 proteínas imunogênicas foram identificadas por espectrometria de massas. Embora a maioria dos spots proteicos sejam imunogênicos aos diferentes pools de soro, nove spots proteicos reagiram exclusivamente com o pool de soro INF e um com o pool de soro NE. Algumas glicoproteínas foram identificadas no extrato proteico total de verme adulto de S. mansoni usando o método Periodic Acid-Schiff e lectina-blotting. No entanto, o tratamento com periodato/borohidreto indicou que a porção glicídica não tem influência sobre a reatividade das proteínas aos diferentes pools de soro utilizados nos experimentos de 2D-WB. Western-blotting de duas proteínas recombinantes, selecionadas dos experimentos de 2D-WB, mostrou um perfil de reconhecimento pelos diferentes pools de soro semelhante ao das proteínas nativas. Dentre as proteínas imunogênicas identificadas nos experimentos de 2D-WB, 27 foram expressas in vitro com sucesso, as quais serão utilizadas em experimentos futuros em um microarranjo de proteínas. A associação de eletroforese bidimensional e Western-blotting permitiu a seleção de um painel de antígenos proteicos capazes de distinguir os estados de suscetibilidade e resistência à esquistossomose mansônica. Estes antígenos poderão ser utilizados como biomarcadores no desenvolvimento de uma vacina e/ou de um novo teste diagnóstico para a doença. / Despite intensive efforts towards schistosomiasis control, the disease is still one of the most prevalent in the world. New interventions are a high priority for the elimination of schistosomiasis, since the disease control has been essentially based on the use of chemotherapy, which does not prevent re-infection. The development of a long term protection and an effective diagnostic assay would be a major breakthrough for schistosomiasis control. Understanding which aspects of the immune responses are associated with infection/protection status may constitute the basis for the understanding of a successful vaccine and could also indicate new diagnostic candidates. Progress on post-genomic technologies resulted in the development of rational and global approaches for the discovery of new biomarkers. Initially, two-dimensional electrophoresis (2-DE) of different developmental stages protein extracts of Schistosoma mansoni were conducted. It was obtained a good separation pattern of the spots that was distinguishable in all the stages evaluated. Subsequently, two-dimensional electrophoresed S. mansoni adult worm protein extracts, total and tegumental, were probed with pooled sera of infected (INF), non-infected individuals from endemic area (NE) and non-infected individuals from non-endemic schistosomiasis area (NI) in a two-dimensional Western-blotting experiment (2D-WB). A total of 47 immunoreactive proteins were identified by mass spectrometry. Although most of the protein spots were immunoreactive to all of the serum pools, nine reacted exclu sively with the INF serum pool, and one with the NE serum pool. Glycoproteins were identified in the S. mansoni adult worm total protein extract using Periodic Acid–Schiff base method and lectin-blotting. However, periodate/borohydride treatment indicated that the glycoprotein glycan portion had no influence on the immunoreaction obtained in the 2D-WB experiments using different serum pools. Western-blotting of two 2D-WB selected recombinant proteins showed a similar serum recognition profile of the native protein. A total of 27 immunoreactive proteins identified by 2D-WB approach were successfully in vitro expressed and will be used in future experiments of protein microarray. The association of two-dimensional electrophoresis and Western-blotting assays allowed the selection of a protein antigens panel capable to diagnose the schistosomiasis mansoni susceptibility/resistance status. These antigens may be used as biomarkers for the development of a vaccine and/or a new diagnostic test for the disease

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-11-19T18:49:36Z No. of bitstreams: 1 Elisangela Trindade Santos. Schistosoma mansoni....pdf: 19009500 bytes, checksum: 95969f49b90dc351f686bd6dde25898c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-19T18:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elisangela Trindade Santos. Schistosoma mansoni....pdf: 19009500 bytes, checksum: 95969f49b90dc351f686bd6dde25898c (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / A esquistossomose mansônica é uma doença parasitária tropical. Causadas por helmintos do gênero Schistosoma. Com a intenção de conter a doença, diversos institutos e organizações vêm desenvolvendo medidas de controle para tratar indivíduos infectados e evitar a ocorrência de novas infecções. Estratégias de administração de medicamentos em massa são eficazes na cura da doença, entretanto o tratamento com drogas anti-helmínticas não previnem a possibilidade da ocorrência de reinfecções. Diante desta questão, neste trabalho propusemo-nos a analisar a cinética da fibrose hepática em camundongos esquistossomóticos tratados e submetidos à reinfecção. Para alcançar este objetivo, 70 camundongos Swiss foram infectados com 50 cercárias de S.mansoni, posteriormente tratados com Oxamniquine ou Praziquantel e reinfectados quatro meses após tratamento. Os fígados destes animais foram submetidos a técnicas de imunohistoquímica e imunofluorescência e microscopia eletrônica de transmissão para avaliação da expressão e participação de componentes envolvidos no processo fibrogênico. Para verificar os índices de colágeno entre os grupos utilizou-se a análise morfométrica. A análise histológica revelou que camundongos esquistossomóticos submetidos à quimioterapia específica desenvolveram altos índices de fibrose durante a reinfecção. A imunomarcação para alfa actina de músculo liso (α-SMA) revelou que grande parte do parênquima hepático dos animais tratados e reinfectados exibiam células com perfil miofibloblástico. A imunofluorescência demonstrou que o padrão de marcação para laminina estava alterado em animais com esquistossomose. A análise morfométrica revelou que reinfecção destes animais ocasionou uma intensa deposição de fibras colágenas no parênquima hepático. Os dados obtidos demonstraram que a reinfecção em animais previamente tratados, foi capaz de induzir uma resposta fibrótica semelhante a encontrada nos animais com infecção primária. / Schistosomiasismansoni is a tropical parasitic disease. Caused by helminths of the genus Schistosoma. In an attempt to contain the disease, various institutes and organizations are developing control measures to treat infected individuals and prevent new infections. Strategies of mass drug administration are effective in curing the disease, whereas treatment with anthelmintic drugs do not prevent the possibility of the occurrence of reinfection. Faced with this question, in this work we decided to analyze the kinetics of hepatic fibrosis in schistosomiasis treated mice and subjected to reinfection. To achieve this goal, 70 Swiss mice were infected with 50 cercariaeS.mansoni subsequently treated with oxamniquine or praziquantel and reinfected four months after treatment. The livers of these animals were subjected to immunohistochemistry and immunofluorescence techniques and transmission electron microscopy to evaluate the expression and participation of constituents involved in the fibrogenic process. To check the rates of collagen between the groups used the morphometric analysis. Histological analysis revealed that mice submitted to specific chemotherapy schistosomiasis developed fibrosis during high rates of reinfection. Immunostaining for alpha smooth muscle actin (α-SMA) revealed that much of the liver parenchyma of animals treated and reinfected cells exhibited myofibloblastic profile. Immunofluorescence showed that the labeling pattern for laminin was abnormal in animals with schistosomiasis. Morphometric analysis revealed that reinfection of animals caused an intense collagen deposition in the liver parenchyma. The data obtained showed that reinfection in animals previously treated, was able to induce a fibrotic response similar to that found in animals with primary infection

Submitted by Nuzia Santos (nuzia@cpqrr.fiocruz.br) on 2013-01-25T14:22:33Z No. of bitstreams: 1 Andrea cássia Simões vimieiro.pdf: 1395122 bytes, checksum: fe31afcee137a19758cae3a84363e512 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-25T14:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrea cássia Simões vimieiro.pdf: 1395122 bytes, checksum: fe31afcee137a19758cae3a84363e512 (MD5) Previous issue date: 2009 / O tratamento da esquistossomose na fase postural da doença é bem estabelecido e tem como drogas disponíveis o praziquantel (PZQ) e a oxamniquina (OXA), que geralmente promovem boa resposta terapêutica. Entretanto, o S. mansoni apresenta diferente susceptibilidade a drogas na fase pré-postural, podendo causar falhas terapêuticas. O PZQ é pouco ativo para esquistossômulos de 2 a 4 semanas, bem como a OXA na 3º semana de infecção. O Artesunato (ART) tem demonstrado boa atividade contra esquistossômulos. Para elucidar estas diferenças, foram avaliados quais estádios evolutivos são mais susceptíveis ao tratamento na fase pré-postural da doença através do schistograma. O tratamento com ART promoveu as maiores alterações no schistograma. Doses de 300 mg/kg ou 600 mg/kg administradas no 15º dpi diminuíram significativamente o número de vermes de 3º e 4º estádios. Dose de 300 mg/kg no 23º dpi reduziu o número de vermes do 5º e 6º e ART 600 mg/kg reduziu o número de vermes do 4º, 5º e 6º estádios. Tratamentos com ART 600 mg/kg resultaram em grande número de esquistossômulos com intestino degradado impedindo sua classificação no schistograma. Estas alterações levaram a diferenças estatísticamente significativas no número total de esquistossômulos e no percentual de redução de vermes adultos recuperados aos 42 dpi. Vale ressaltar que parte dos vermes recuperados com 100 dias de infecção, principalmente fêmeas, tratados com ART 600 mg/kg apresentavam aspecto de imaturos. Doses de OXA 200 mg/kg e 400 mg/kg administrados no 15º dpi reduziram o número de esquistossômulos do 4º estádio, enquanto o tratamento no 23º dpi de OXA 200 mg/kg reduziu o número de vermes do 6º estádio e de 5º e 6º estádios quando a dose foi de 400 mg/kg. O tratamento com OXA 400 mg/kg no 23º dpi causou diferenças estatísticamente significativas no percentual de redução de vermes adultos recuperados. Muitos vermes recuperados dos tratamentos com OXA 400 mg/kg tiveram seu desenvolvimento comprometido e estas alterações também foram observadas nos grupos recuperados 100 dpi. O schistograma de camundongos tratados com PZQ 400 mg/kg permaneceu inalterado. A dose de 800 mg/kg utilizada no 15º dpi reduziu o número de esquistossômulos do 4º estádio e no 23º dpi reduziu o número de vermes de 6º estádio. As associações ART 600 + PZQ 800 mg/kg e ART 300 + PZQ 400 mg/kg não diferiram estatísticamente do grupo tratado com ART 600 mg/kg isoladamente. Dados sugerem maior dano no tegumento de vermes tratados com OXA 400 mg/kg, ART 300 e 600 mg/kg e PZQ 800 mg/kg. / O tratamento da esquistossomose na fase postural da doença é bem estabelecido e tem como drogas disponíveis o praziquantel (PZQ) e a oxamniquina (OXA), que geralmente promovem boa resposta terapêutica. Entretanto, o S. mansoni apresenta diferente susceptibilidade a drogas na fase pré-postural, podendo causar falhas terapêuticas. O PZQ é pouco ativo para esquistossômulos de 2 a 4 semanas, bem como a OXA na 3º semana de infecção. O Artesunato (ART) tem demonstrado boa atividade contra esquistossômulos. Para elucidar estas diferenças, foram avaliados quais estádios evolutivos são mais susceptíveis ao tratamento na fase pré-postural da doença através do schistograma. O tratamento com ART promoveu as maiores alterações no schistograma. Doses de 300 mg/kg ou 600 mg/kg administradas no 15º dpi diminuíram significativamente o número de vermes de 3º e 4º estádios. Dose de 300 mg/kg no 23º dpi reduziu o número de vermes do 5º e 6º e ART 600 mg/kg reduziu o número de vermes do 4º, 5º e 6º estádios. Tratamentos com ART 600 mg/kg resultaram em grande número de esquistossômulos com intestino degradado impedindo sua classificação no schistograma. Estas alterações levaram a diferenças estatísticamente significativas no número total de esquistossômulos e no percentual de redução de vermes adultos recuperados aos 42 dpi. Vale ressaltar que parte dos vermes recuperados com 100 dias de infecção, principalmente fêmeas, tratados com ART 600 mg/kg apresentavam aspecto de imaturos. Doses de OXA 200 mg/kg e 400 mg/kg administrados no 15º dpi reduziram o número de esquistossômulos do 4º estádio, enquanto o tratamento no 23º dpi de OXA 200 mg/kg reduziu o número de vermes do 6º estádio e de 5º e 6º estádios quando a dose foi de 400 mg/kg. O tratamento com OXA 400 mg/kg no 23º dpi causou diferenças estatísticamente significativas no percentual de redução de vermes adultos recuperados. Muitos vermes recuperados dos tratamentos com OXA 400 mg/kg tiveram seu desenvolvimento comprometido e estas alterações também foram observadas nos grupos recuperados 100 dpi. O schistograma de camundongos tratados com PZQ 400 mg/kg permaneceu inalterado. A dose de 800 mg/kg utilizada no 15º dpi reduziu o número de esquistossômulos do 4º estádio e no 23º dpi reduziu o número de vermes de 6º estádio. As associações ART 600 + PZQ 800 mg/kg e ART 300 + PZQ 400 mg/kg não diferiram estatísticamente do grupo tratado com ART 600 mg/kg isoladamente. Dados sugerem maior dano no tegumento de vermes tratados com OXA 400 mg/kg, ART 300 e 600 mg/kg e PZQ 800 mg/kg.

A esquistossomose acomete 207 milhões de pessoas, com mais de 200 mil mortes anuais. Seu principal agente etiológico é o helminto Schistosoma e o principal modelo experimental, o camundongo. Linhagens de camundongos selecionadas geneticamente para susceptibilidade (TS) e resistência (TR) a tolerância imunológica constituem bons modelos para o estudo da resposta imunológica específica e inespecífica nas infecções. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a infecção experimental por S. mansoni nestes camundongos, evidenciando a imunopatologia por diversos parâmetros na fase aguda da infecção. TR e TS não diferiram quanto a penetração de cercárias, recuperação de vermes adultos, fecundidade/produtividade de ovos das fêmeas de S. mansoni, mas predominaram ovos mortos em TS. Quanto maior o número de casais, maior a probabilidade de troca de casais e regressão sexual da fêmea, além de pequena redução da produtividade de ovos. Análise ultraestrutural dos parasitos machos recuperados de TS apresentaram tubérculos edemaciados, espinhos encurtados e em menor densidade que os parasitos dos TR. O tegumento dos parasitos recuperados de TS apresentou-se desorganizado, intensamente vacuolizado e com tendência a se desprender da superfície e espinhos internalizados e células vitelínicas desorganizadas. TS desenvolveram granulomas hepáticos grandes, com fibras radiais e predomínio do estágio exsudativo-produtivo com características de fase produtiva (EP/P), enquanto camundongos TR desenvolveram granulomas menores, com fibras concêntricas e predomínio de granulomas exsudativo-produtivos. TS desenvolveu hepatomegalia mais acentuada na fase aguda da infecção e exacerbada esplenomegalia na fase crônica. A aspartato aminotransferase mais elevada nos TR foi coerente com a acentuada histólise nos granulomas iniciais dos TR. É possível que a histólise menor em TS tenha contribuído para sua intensa hepatomegalia na fase aguda. Leucócitos totais séricos aumentaram em TS, nas fases aguda e crônica, mas não em TR. TS apresentaram anemia durante a fase crônica da infecção, possivelmente devido ao desvio na hematopoiese medular para a produção de leucócitos ou apoptose das hemácias. A mieloperoxidase neutrofílica hepática e no íleo foi maior em TS e a peroxidase de eosinófilos foi mais elevada no íleo do TS. Ambas as linhagens produziram IFN-γ, mas os níveis funcionais de IFN-γ foram diferentes nas duas linhagens em cultura de células. É possível que a imunopatologia hepática grave na linhagem TS possa estar relacionada aos altos títulos IFN-γ. TS produziu IL-10 em maior quantidade, entretanto esta citocina não foi capaz de regular o crescimento exacerbado dos granulomas hepáticos. Altos títulos de IL-4 na linhagem TS também são coerentes com a exacerbação dos granulomas, pois, como a IL-13, a IL-4 induz síntese de colágeno e está relacionada ao desenvolvimento da fibrose no granuloma esquistossomótico. Observamos redução do percentual relativo de células T CD4+ hepáticas de animais infectados em ambas as linhagens e redução percentual nas subpopulações de linfócitos B na medula óssea (precursores, linfócitos B imaturos, maduros e plasmócitos) mais acentuada em TS que em TR, possivelmente devido a extensa mobilização de B imaturos induzida pela inflamação ou desvio da hematopoiese para síntese de granulócitos em TS. Quantitativamente, TR não alterou suas subpopulações de linfócitos B. TS e TR são bons modelos para estudo da resposta imunológica na infecção esquistossomótica experimental. Novos estudos são necessários para confirmar nossas propostas e compreender os mecanismos envolvidos na diferença da resposta imunológica dessas linhagens na relação schistosoma-hospedeiro. / Schistosomiasis affects 207 million people, with more than 200 000 deaths annually. Its main etiological agent is the helminth Schistosoma and the main experimental model, the mouse. Strains of mice genetically selected for susceptibility (TS) and resistance (TR) immunological tolerance are good models for the study of specific and nonspecific immune response in infections. The objective of this study was to characterize the experimental infection with S. mansoni in these mice, demonstrating the immunopathology of several parameters in the acute phase of infection. TR and TS did not differ in the penetration of cercariae, adult worms recovery, fecundity/ productivity of eggs from females of S. mansoni, but dead eggs prevailed in TS. The greater the number of couples, the more probability of changing couples and female sexual regression, and slight reduction of the eggs productivity. Ultrastructural analysis of parasites recovered from TS males had swollen tubercles, shortened spines and lower density of them than the parasites of TR. The tegument of the parasites recovered from TS appeared disorganized, intensely vacuolated and with a tendency to detach from the surface and internalized spines and disorganized vitelline cells. TS developed large hepatic granulomas with radial fibers and predominance of exudative-productive stage with characteristics of productive stage (EP/P), while TR mice developed smaller granulomas, with concentric fibers and predominance of exudative-productive granulomas. TS developed hepatomegaly more pronounced in the acute phase of infection and exacerbated splenomegaly in chronic phase. The aspartate aminotransferase was higher in TR mice consistent with the marked histolysis in initials TR granulomas. It is possible that the lower histolysis in TS mice has contributed to its severe hepatomegaly in acute phase. Serum total leukocytes increased in TS acute and chronic phases, but not in TR. TS had anemia during the chronic phase of infection, possibly due to deviation in bone marrow hematopoiesis for the production of leukocytes or apoptosis of red blood cells. The neutrophil myeloperoxidase from liver and ileum were higher in TS and the eosinophil peroxidase was higher in the TS ileum. Both strains produced IFN-γ, but functional levels of IFN-γ were different in the two strains in cell culture. It is possible that severe liver immunopathology in TS strain may to be related to high IFN-γ titers. TS produced IL-10 in larger quantities, however this cytokine was not able to regulate the overgrowth of hepatic granulomas. High levels of IL-4 in TS strain are also consistent with the exacerbation of granulomas, because as IL-13, IL-4 induces collagen synthesis and is related to the development of fibrosis in schistosomal granuloma. We observed reduction in the relative percentage of TCD4 + liver cells of infected animals in both strains and percentage reduction in subpopulations of B lymphocytes in bone marrow (precursors, immature and mature B lymphocytes, plasma cells) stronger in TS than TR, possibly due to extensive mobilization of immature B cells induced by inflammation or hematopoiesis deviation for synthesis of granulocytes in TS. Quantitatively, TR did not change their subpopulations of B lymphocytes. TS and TR are good models for studying the immune response in experimental schistosome infection. Further studies are needed to confirm our proposals and to understand the mechanisms underlying the difference in immune response of these strains in the relationship schistosoma-host.

Le clade des invertébrés cristallise en 2017 de grandes problématiques sociétales à la fois économiques et sanitaires. En effet un certain nombre des organismes présent dans ce groupe phylétique sont des vecteurs des grandes pandémies infectieuses telles que le paludisme (Anopheles sp), Zika, Chinkungunya, Fièvre jaune, etc (Aedes sp), Chagas (Triatoma sp) ou encore la bilharziose (Biomphalaria sp, Bulinus sp). La compréhension du système immunitaire de ces organismes vecteurs doit aider la communauté scientifique à proposer des solutions pour réduire la transmission de toutes ces maladies sur le terrain. Biomphalaria glabrata est le vecteur unique de la Bilharziose intestinale (Schistosomamansoni) en Amérique Latine. Depuis un premier cas de résistance induite par une première infection en 1998, de nombreux travaux ont exploré la réponse immunitaire mémoire innée de cet escargot tropical d’eau douce. Dans le cadre de ce travail de thèse, différents aspects de cette immunité (également appelé priming, résistance acquise) ont été explorés, de la mise en place phénotypiques, aux bases moléculaires et cellulaires. En premier lieu,nous avons pu démontrer qu’elle était dépendante d’une bascule phénotypique (d’une réponse cellulaire d’encapsulation à une réponse humorale) et transcriptomique qui lui permet de mieux répondre lors d’une seconde infection. La spécificité de cette réponse est portée par la production de répertoire complexe de récepteurs et d’effecteurs immunitaire spécifiques qui sont capables de différencier jusqu’aux différents stades de développement parasitaire d’une même espèce de parasite. Nous avons également pu montrer que cette interaction dépendait de microARN circulants ainsi que de Biomphalysines, des ß-PFT acquises par transferts horizontaux depuis le monde bactérien. Enfin, cette résistance semble posséder une proximité avec l’immunité mémoire entraînée des cellules immunitaires innées des vertébrés en particulier sur la base des mécanismes moléculaires sous-jacent qui seraient liés chez Biomphalaria comme chez les Vertébrés à unereprogrammation épigénétique des cellules du système immunitaire innée. / Invertebrates focus in 2017 among the major economical and societal issuesacross Earth. Some members are vectors of important infectious pandemic as malaria(Anopheles sp), Zika, Chinkungunya, Yellow fever, etc (Aedes sp), Chagas (Triatoma sp) andtrematodes (Biomphalaria sp, Bulinus sp). Comprehension of immune system of thesevectors has to help scientist to decrease transmission on endemic area. Biomphalariaexposed first failure to be reinfected following first infection as soon as 1998. In my thesiswe explore this immune priming (innate immune memory) and describe an immune shiftfrom cellular to humoral immune response both in phenotype and transcriptomic response.A specificity is handle by specific immune receptor and effector repertoire to distinguish upto different developmental stage of same parasite species. This interaction is alsodependent of mRNAs and Biomphalysin, a ß-PFT coming from bacterial kingdom. Finally,this resistance seems to look alike the trained immune memory of innate cells in vertebrates.