O estágio larval do Echinococcus granulosus é o agente etiológico da hidatidose. O antígeno B (AgB) é um dos principais componentes antigênicos do liquído hidático do metacestódeo e foi caracterizado como uma lipoproteína imunogêncica de 120-160 kDa. Na presença de agentes redutores, dissocia-se em 8, 16, 24 e 32 kDa, sugerindo que é composto de multímeros de subunidades de 8 kDa. Embora a função biológica do AgB ainda não seja totalmente clara, muitos estudos demonstraram sua atuação junto à processos importantes na relação parasito-hospedeiro, por exemplo, a evasão da resposta imune do hospedeiro. Nosso laboratório já clonou e expressou em Escherichia coli cinco cDNAs que codificam subunidades do AgB, EgB8/1, EgB8/2 e EgB8/3, EgB8/4 e EgB8/5. Um trabalho recente realizado em nosso laboratório demonstrou que as subunidades recombinantes do AgB, rAgB8/1, rAgB8/2 e rAgB8/3, são capazes de autoassociarem em solução formando homo-oligômeros com características estruturais semelhantes ao AgB nativo. Entretanto, neste trabalho não foi testada a heterooligomerização das subunidades recombinantes do AgB, visto que as proteínas recombinantes purificadas foram obtidas já sob a forma de homo-oligômeros, não sendo possível a mistura destas subunidades para este fim. Este trabalho tem como objetivo investigar a possível hetero-oligomerização das subunidades recombinantes do AgB através de experimentos de co-expressão. As sequências codificadoras do AgB (EgB8/2) e (EgB8/3) de E. granulosus foram amplificadas por PCR e os produtos de PCR de ambas as sequências foram clonados no vetor de expressão (pCDF-Duet), o qual possui duas regiões com múltiplos sítios de clonagem (MCS). A fidelidade das sequências clondadas foi confirmada por sequenciamento de DNA. As proteínas recombinantes foram expressas em Escherichia coli e pela copurificação em coluna de níquel, foi possível verificar experimentalmente que as subunidades rAgB8/2 e rAgB8/3 estão interagindo entre si. A interação entre as subunidades foi confirmada pela análise por imunoblot e espectrometria de massas. Nossos resultados demostram a hetero-oligomerização das subunidades recombinantes rAgB8/2 e rAgB8/3 de E. granulosus e os dados podem fornecer um possível mecanismo de regulação na oligomerização destas subunidades. É necessário um melhor entendimento da estrutura e dos mecanismos de oligomerização do AgB para usá-lo como um importante alvo na elaboração de novas estratégias de prevenção, controle e tratamento de cestodíases. / The larval stage of Echinococcus granulosus is the etiologic agent of hydatidosis. Antigen B (AgB) is a major protein component of the metacestode hydatid fluid and was characterized as a immunogenic lipoprotein of 120-160 kDa. In presence of reducing agents, dissociates into 8, 16, 24 and 32 kDa, suggesting that their consists of multimers of 8kDa subunits. Although the biological function of AgB is still not entirely clear, numerous studies have demonstrated it engagement in important processes in the host-parasite relationship such as evasion of host immune response. Our laboratory has already cloned and expressed five cDNA encode EgB8/1, EgB8/2 e EgB8/3, EgB8/4 e EgB8/5 antigen B subunits in E. coli. Previous studies from our group demonstrated that recombinant AgB subunits are able to self-associate in solution to form homo-oligomers, presenting similar properties to native AgB. However the hetero-oligomerization of the recombinant AgB subunits were not investigated. Since purified recombinant proteins were already obtained in the form of homo-oligomers and, it was not possible to combine these subunits for this purpose. In this work we aim to investigate the possible hetero-oligomerization of the AgB subunits through co-expression experiments. The cDNA sequences enconding E. granulosus EgAgB8/2 and EgAgB8/3 by PCR and the PCR products of both sequences have been cloned in the expression vector (pCDF-Duet), which has two multiple cloning site (MCS). The fidelity of the cloned sequences was confirmed by DNA sequencing. Afterwards the recombinant proteins rAgB8/2 and rAgB8/3 expressed in Escherichia coli. By co-purification in the nickel column, it was possible to verify experimentally that the two subunits rAgB8/2 and rAgB8/3 are interacting one each other. The interaction between the subunits was confirmed by immunoblotting and mass spectrometry. Our results demonstrated the heterooligomerization of recombinant subunits rAgB8/2 and rAgB8/3 of E. granulosus and these data may help to elucidate a possible mechanism for regulation of the subunits oligomerization process. A better understanding of the structure and mechanisms of oligomerization is necessary since that the AgB as an important target in the development of new strategies for prevention, control and treatment of cestodiasis.

Os fatores que afetam a susceptibilidade a infecção com E. granulosus são pouco conhecidos. Neste trabalho, foi avaliada a interação de protoescólices e um antígeno imunodominante secretado (AgB) de E. granulosus com neutrófilos humanos saudáveis. A intensidade de expressão de CD11b e produção de H2O2 foram avaliadas por citometria de fluxo usando sangue total. Os neutrófilos isolados também foram incubados com protoescólices ou AgB, e a interleucina 8 (IL-8) foi determinada por ELISA de captura. Os protoescólices induziram um aumento significativo na expressão de CD11b em neutrófilos (p=0,026) e na produção de H2O2 (p=0,026), entretanto a sua viabilidade não foi afetada. Em contraste, nenhum efeito foi observado com o AgB em ambos ensaios. Uma moderada produção de IL-8 foi detectada somente em sobrenadantes de neutrófilos cultivados com protoescólices comparada com a produção basal (p=0,028). O efeito de uma incubação prévia com o AgB foi avaliada em relação a expressão de CD11 e H2O2 induzida pelo tratamento dos neutrófilos com forbol meristato acetato (PMA). Nenhuma mudança foi observada na expressão de CD11b, entretanto, a intensidade de produção de H2O2 foi significantemente reduzida em comparação ao tratamento apenas com PMA (p=0,038) quando o fator ativador de plaquetas (PAF) foi usado como priming. Como os protoescólices ocasionalmente podem ser liberados dos cistos em compartimentos do hospedeiro causando a hidatidose secundária, estes resultados contribuem para elucidação da defesa do hospedeiro e dos mecanismos imunomoduladores do parasito. A identificação de produtos de secreção e/ou excreção de protoescólices de E. granulosus também foi avaliada neste trabalho. Os produtos de secreção e/ou excreção foram obtidos a partir das primeiras 48 h de cultivo de protoescólices in vitro. A caracterização imunológica foi feita por western blotting com um pool de soros de indivíduos infectados com hidatidose cística. Os produtos de secreção e/ou excreção também foram analisados por espectrometria de massas. As preparações de seis diferentes amostras de protoescólices continham componentes protéicos, os quais foram visualizados por SDS-PAGE com aparentes massas moleculares entre 10 e 200 kDa. Os ensaios de western blotting mostraram a presença de diversos antígenos imunogênicos de massas moleculares maiores (acima de 50 kDa), e do AgB. Os resultados de espectrometria de massas foram obtidos com um pool de seis amostras de sobrenadantes de cultivo contendo produtos de secreção e/ou excreção, e foram identificadas onze proteínas: malato desidrogenase, ciclofilina, miofilina, P-29, 14-3-3, enolase, duas serinoproteases, fosfoenolpiruvato carboxiquinase e tiorredoxina peroxidase. Estes resultados também podem contribuir para elucidação de novos aspectos da complexa interação parasito-hospedeiro, e de mecanismos imunomoduladores, uma vez que as proteínas secretadas podem estar diretamente envolvidas nesses processos. / The factors affecting innate susceptibility to infection with E. granulosus are little known. In this work, the interaction of healthy human neutrophils with protoscoleces and a secreted immunodominant antigen (AgB) of E. granulosus was assessed. The intensity of CD11b expression and H2O2 production were evaluated by flow cytometry using whole blood. Isolated neutrophils were incubated also with PSC or AgB and interleukin 8 (IL-8) was measured by capture ELISA. The protoscoleces induced a significant increment of CD11b expression in neutrophils (p=0.026) and of H2O2 production (p=0.026), however their viability was not affected. In contrast, no effect was observed with AgB in both assays. A moderate IL-8 production was detected only in supernatants from neutrophils cultured with protoscoleces compared with basal production (p=0.028). The effect of previous AgB incubation was evaluated in relation with CD11b and H2O2 expression induced by phorbol meristate acetate (PMA) treatment. No changes were observed with CD11 expression, however the magnitude of H2O2 production was significant decreased in comparison with PMA alone (p=0.038) when platelet–activating factor was used for priming. As protoscoleces occasionally spillaged from cysts into compartments of the host causing secondary cysts, these results contribute to the elucidation of the host defense and parasite immunomodulatory mechanisms involved. The identification of excretory and/or secretory products from E. granulosus protoscoleces also was assessed in this work. Excretory and/or secretory products were obtained from the first 48 h maintenance of protoscoleces in vitro. Immunological characterization was performed by western blotting with a pool of sera from individuals infected by cystic hydatidosis. Excretory and/or secretory products also were assessed by mass spectrometry. The preparations of six differents sample of protoscoleces contained components proteins which could be distinguished by SDS-PAGE with apparent molecular masses between 10 and 200 kDa. The assays of western blotting showed the presence of the several immunogenic antigens of major molecular masses (above 50 kDa), and of the AgB. The results of the mass espectrometry were obtained with a pool of six cultive sobrenadants sample containing excretory and/or secretory products, and were identified eleven proteins: malate dehydrogenase, cyclofilin, myophilin, P-29, 14-3-3, enolase, tegumental protein, two serineproteases, phosphoenolpyruvate carboxykinase and thioredoxin peroxidase. These results can contribute also for elucidate novel aspects of the complex interaction host-parasite and of the immunomodulatory mechanisms, since that secreted proteins can be directly involved in these process.

A forma larval de Echinococcus granulosus (metacestóide) é o agente causador da hidatidose cística, zoonose endêmica no Rio Grande do Sul. Essa parasitose caracteriza-se pelo crescimento de uma massa cística preenchida de líquido hidático que causa compressão em órgãos e tecidos vizinhos. O antígeno B (AgB) é um dos maiores componentes do líquido hidático. Apesar da função do AgB ser mal conhecida, alguns indícios sugerem que ele está envolvido na interação parasito/hospedeiro. Sabe-se que os genes de contingência em microparasitas (protozoários e bactérias) são os responsáveis pela evasão da resposta imune do hospedeiro, e estão localizados, freqüentemente, na região sub-telomérica dos cromossomos. A localização sub-telomérica poderia estar relacionada com a alta variabilidade encontrada na família multigênica do AgB, uma vez que tais regiões costumam estar mais sujeitas à mutação. No presente trabalho procuramos verificar a proximidade dos genes de AgB dos telômeros através de experimentos de Southern blot utilizando a técnica de TRF (Telomere Restriction Fragment) onde o DNA genômico de E. granulosus e E. multilocularis foi clivado com seis diferentes enzimas de restrição e hibridizado com um inserto que possui o motivo telomérico C3TA2 (caracterizado para E. granulosus) e re-hibridizado com produtos de PCR dos genes AgB, ambos marcados com fluoresceína. Os nossos resultados permitiram a identificação de heterogeneidade no tamanho dos telômeros de E. granulosus. Ainda, utilizamos um PCR extra longo (XL-PCR) com primers específicos para os genes de AgB e um primer contendo o motivo telomérico de E. granulosus. Foram obtidos amplicons de aproximadamente 1600 pb para AgB2 , AgB3 e AgB4, e de 1300 e 3500 pb para AgB3. Não foram obtidos amplicons para AgB1. Com base nos dados obtidos neste trabalho, sugerimos que os genes AgB2, AgB3 e AgB4 estão localizados próximos a um motivo telomérico, mas ainda não podemos definir a precisa localização dos genes nos cromossomos. / The larval stage of Echinococcus granulosus (metacestode) causes the cystic hydatic disease, an endemic zoonosis from the state of Rio Grande do Sul. The disease is characterized by the growth of a cyst filled with liquid (hydatic fluid), leading to the compression of the neighbouring organs and tissues. Although the biological role of antigen B (AgB) is still uncertain, several clues show that it is involved in the parasite/host interaction. Contingency genes are known to be responsible for the evasion of host imune response in microparasites, and are frequently localized in chromosome sub-telomeric regions. A sub-telomeric localization could be related to the high variability found in the AgB multigene family, since these regions are usually more prone to mutations. In the present work we tried to verify the proximity of AgB genes to the telomeres with Southern blot experiments using the TRF (Telomeric Restriction Fragment) technique, where the genomic DNA from 35 E. granulosus and 5 E. multilocularis isolates were digested with 6 different restriction enzimes and hybridized with an insert containg the E. granulosus telomeric motif (C3TA2) and re-hybridized with PCR products derived from AgB genes, both labeled with fluorescein. Our results show heterogenity in the E. granulosus telomere size. Furthermore, we used an extra long PCR (XL-PCR) with specific primers for AgB genes and a primer containing the E. granulosus telomeric motif. We obtained amplicons with about 1600 bp for AgB2, AgB3 and AgB4, and with 1300 and 3500 bp for AgB3. No amplicons were obtained using AgB1 specific primers. Based on these data, we suggest that the E. granulosus AgB2, AgB3 and AgB4 genes are localized in the vincinity of telomeric motifs, but we are still unable to define the precise localization of the genes at chromosomes.

O antígeno B (AgB) é uma proteína polimérica de aproximadamente 160 kDa secretada durante a fase larval dos parasitos do gênero Echinococcus. Sua função provavelmente está relacionada com a evasão da resposta imune do hospedeiro, e tem sido relatado que seus genes apresentam alta diversidade de seqüências, mesmo dentro de um único metacestóide de E. granulosus. Em E. multilocularis o AgB é codificado por uma família multigênica composta por pelo menos cinco genes. Neste trabalho nós avaliamos o efeito do sistema imune dependente de célula T sobre a diversificação somática dos genes do antígeno B em metacestóides de E. multilocularis obtidos de camundongos secundariamente infectados com microcistos: uma linhagem proficiente e outra não proficiente quanto à resposta imune celular (BALB/c e nude, respectivamente). Os animais foram sacrificados após um ou dois meses de infecção para coleta da massa parasitária e extração do RNA. Após a síntese do cDNA foram feitas PCRs específicas para quatro genes (EmAgB1, EmAgB2, EmAgB3 e EmAgB4) e o produto desta reação foi clonado. Os clones resultantes foram analisados quanto à presença de polimorfismo através de PCR-SSCP e os alelos descobertos foram seqüenciados. A diversidade alélica foi calculada através do Índice de Diversidade de Shannon e desvios da neutralidade foram testados através do Teste D de Tajima e através do Teste Exato de Fisher, que detecta excesso de mutações não-sinônimas em relação às mutações sinônimas. Um teste adicional, que calcula a probabilidade (através da distribuição binomial) de ocorrência das mutações não-sinônimas, foi realizado. Comparando a diversidade encontrada nos genes do AgB não encontramos evidências de que a pressão imposta pelo sistema imune esteja relacionada com a diversidade de seqüências encontrada em nosso estudo. O gene EmAgB2 apresentou Índices de diversidade mais elevados (principalmente quando coletado do camundongo BALB/c após um mês de infecção) e também apresentou maior quantidade de indels. Apenas um dos alelos encontrados em nossa amostragem foi compartilhado por parasitos coletados de diferentes camundongos, sugerindo que os alelos possam ter surgido após a infecção dos camundongos. O Teste D de Tajima resultou em valores negativos em todas as análises. Entretanto, nem o Teste Exato de Fisher nem a análise da probabilidade binomial encontraram excesso de mutações não sinônimas para qualquer dos genes analisados. Portanto, nossos dados indicam que os genes do AgB durante a fase de metacestóide evoluem segundo o modelo neutro e o valor D de Tajima negativo pode ser explicado devido a rápida proliferação celular do metacestóide após a infecção secundária. / The Antigen B (AgB) is a polymeric protein secreted during the larval stage of the Echinococcus flatworms. The AgB is involved with the evasion of host immune response and its genes show high variability, even inside a single E. granulosus metacestode. To date, five AgB genes have been reported in the E. multilocularis genome. In this work we analyzed the AgB diversification in E. multilocularis recovered from secondarily infected mice. Two different mouse strains were infected with microcysts of E. multilocularis: BALB/c and nude, which are T-Cell immune response proficient and non-proficient, respectively. The mice were necropsed one or two months post infection and the parasite mass was collected for RNA extraction. Following the cDNA synthesis, each AgB gene (EmAgB1, EmAgB2, EmAgB3 and EmAgB4) was amplified in a specific PCR and the products of these reactions were cloned. The polymorphism present in each AgB gene was assessed by PCR-SSCP and the variant alleles were sequenced. The allele diversity for each gene was calculated by the Shannon Diversity Index and neutrality departures were tested by Tajima’s D Test, and Fisher’s Exact Test, which evaluates the excess of non-synonymous over synonymous substitutions. An additional test, which estimates the binomial probability of occurrence of nonsynonymous mutations, was also performed. We did not find association between the AgB diversity and the immune response of the host. The EmAgB2 gene showed the largest diversity index among the four genes (especially when collected from BALB/c at first month post infection) and it also presented a large quantity of alleles containing indels. The parasites collected from different mice do not share AgB alleles (with a single exception), and suggest that the new alleles could have arisen after the mice infection. The Tajima’s D Test resulted in negative values in all analyses. However, both Fisher’s Exact Test and the binomial probability analysis did not detect excess of non-synonymous mutation in our samples. Therefore, our data suggest that AgB genes evolve by the neutral model during the metacestode stage, and the negative Tajima’s D value could be explained by the fast cellular proliferation of the metacestode after secondary infection.

O antígeno B (AgB) é uma proteína polimérica de aproximadamente 160 kDa secretada durante a fase larval dos parasitos do gênero Echinococcus. Sua função provavelmente está relacionada com a evasão da resposta imune do hospedeiro, e tem sido relatado que seus genes apresentam alta diversidade de seqüências, mesmo dentro de um único metacestóide de E. granulosus. Em E. multilocularis o AgB é codificado por uma família multigênica composta por pelo menos cinco genes. Neste trabalho nós avaliamos o efeito do sistema imune dependente de célula T sobre a diversificação somática dos genes do antígeno B em metacestóides de E. multilocularis obtidos de camundongos secundariamente infectados com microcistos: uma linhagem proficiente e outra não proficiente quanto à resposta imune celular (BALB/c e nude, respectivamente). Os animais foram sacrificados após um ou dois meses de infecção para coleta da massa parasitária e extração do RNA. Após a síntese do cDNA foram feitas PCRs específicas para quatro genes (EmAgB1, EmAgB2, EmAgB3 e EmAgB4) e o produto desta reação foi clonado. Os clones resultantes foram analisados quanto à presença de polimorfismo através de PCR-SSCP e os alelos descobertos foram seqüenciados. A diversidade alélica foi calculada através do Índice de Diversidade de Shannon e desvios da neutralidade foram testados através do Teste D de Tajima e através do Teste Exato de Fisher, que detecta excesso de mutações não-sinônimas em relação às mutações sinônimas. Um teste adicional, que calcula a probabilidade (através da distribuição binomial) de ocorrência das mutações não-sinônimas, foi realizado. Comparando a diversidade encontrada nos genes do AgB não encontramos evidências de que a pressão imposta pelo sistema imune esteja relacionada com a diversidade de seqüências encontrada em nosso estudo. O gene EmAgB2 apresentou Índices de diversidade mais elevados (principalmente quando coletado do camundongo BALB/c após um mês de infecção) e também apresentou maior quantidade de indels. Apenas um dos alelos encontrados em nossa amostragem foi compartilhado por parasitos coletados de diferentes camundongos, sugerindo que os alelos possam ter surgido após a infecção dos camundongos. O Teste D de Tajima resultou em valores negativos em todas as análises. Entretanto, nem o Teste Exato de Fisher nem a análise da probabilidade binomial encontraram excesso de mutações não sinônimas para qualquer dos genes analisados. Portanto, nossos dados indicam que os genes do AgB durante a fase de metacestóide evoluem segundo o modelo neutro e o valor D de Tajima negativo pode ser explicado devido a rápida proliferação celular do metacestóide após a infecção secundária. / The Antigen B (AgB) is a polymeric protein secreted during the larval stage of the Echinococcus flatworms. The AgB is involved with the evasion of host immune response and its genes show high variability, even inside a single E. granulosus metacestode. To date, five AgB genes have been reported in the E. multilocularis genome. In this work we analyzed the AgB diversification in E. multilocularis recovered from secondarily infected mice. Two different mouse strains were infected with microcysts of E. multilocularis: BALB/c and nude, which are T-Cell immune response proficient and non-proficient, respectively. The mice were necropsed one or two months post infection and the parasite mass was collected for RNA extraction. Following the cDNA synthesis, each AgB gene (EmAgB1, EmAgB2, EmAgB3 and EmAgB4) was amplified in a specific PCR and the products of these reactions were cloned. The polymorphism present in each AgB gene was assessed by PCR-SSCP and the variant alleles were sequenced. The allele diversity for each gene was calculated by the Shannon Diversity Index and neutrality departures were tested by Tajima’s D Test, and Fisher’s Exact Test, which evaluates the excess of non-synonymous over synonymous substitutions. An additional test, which estimates the binomial probability of occurrence of nonsynonymous mutations, was also performed. We did not find association between the AgB diversity and the immune response of the host. The EmAgB2 gene showed the largest diversity index among the four genes (especially when collected from BALB/c at first month post infection) and it also presented a large quantity of alleles containing indels. The parasites collected from different mice do not share AgB alleles (with a single exception), and suggest that the new alleles could have arisen after the mice infection. The Tajima’s D Test resulted in negative values in all analyses. However, both Fisher’s Exact Test and the binomial probability analysis did not detect excess of non-synonymous mutation in our samples. Therefore, our data suggest that AgB genes evolve by the neutral model during the metacestode stage, and the negative Tajima’s D value could be explained by the fast cellular proliferation of the metacestode after secondary infection.

A forma larval de Echinococcus granulosus (metacestóide) é o agente causador da hidatidose cística, zoonose endêmica no Rio Grande do Sul. Essa parasitose caracteriza-se pelo crescimento de uma massa cística preenchida de líquido hidático que causa compressão em órgãos e tecidos vizinhos. O antígeno B (AgB) é um dos maiores componentes do líquido hidático. Apesar da função do AgB ser mal conhecida, alguns indícios sugerem que ele está envolvido na interação parasito/hospedeiro. Sabe-se que os genes de contingência em microparasitas (protozoários e bactérias) são os responsáveis pela evasão da resposta imune do hospedeiro, e estão localizados, freqüentemente, na região sub-telomérica dos cromossomos. A localização sub-telomérica poderia estar relacionada com a alta variabilidade encontrada na família multigênica do AgB, uma vez que tais regiões costumam estar mais sujeitas à mutação. No presente trabalho procuramos verificar a proximidade dos genes de AgB dos telômeros através de experimentos de Southern blot utilizando a técnica de TRF (Telomere Restriction Fragment) onde o DNA genômico de E. granulosus e E. multilocularis foi clivado com seis diferentes enzimas de restrição e hibridizado com um inserto que possui o motivo telomérico C3TA2 (caracterizado para E. granulosus) e re-hibridizado com produtos de PCR dos genes AgB, ambos marcados com fluoresceína. Os nossos resultados permitiram a identificação de heterogeneidade no tamanho dos telômeros de E. granulosus. Ainda, utilizamos um PCR extra longo (XL-PCR) com primers específicos para os genes de AgB e um primer contendo o motivo telomérico de E. granulosus. Foram obtidos amplicons de aproximadamente 1600 pb para AgB2 , AgB3 e AgB4, e de 1300 e 3500 pb para AgB3. Não foram obtidos amplicons para AgB1. Com base nos dados obtidos neste trabalho, sugerimos que os genes AgB2, AgB3 e AgB4 estão localizados próximos a um motivo telomérico, mas ainda não podemos definir a precisa localização dos genes nos cromossomos. / The larval stage of Echinococcus granulosus (metacestode) causes the cystic hydatic disease, an endemic zoonosis from the state of Rio Grande do Sul. The disease is characterized by the growth of a cyst filled with liquid (hydatic fluid), leading to the compression of the neighbouring organs and tissues. Although the biological role of antigen B (AgB) is still uncertain, several clues show that it is involved in the parasite/host interaction. Contingency genes are known to be responsible for the evasion of host imune response in microparasites, and are frequently localized in chromosome sub-telomeric regions. A sub-telomeric localization could be related to the high variability found in the AgB multigene family, since these regions are usually more prone to mutations. In the present work we tried to verify the proximity of AgB genes to the telomeres with Southern blot experiments using the TRF (Telomeric Restriction Fragment) technique, where the genomic DNA from 35 E. granulosus and 5 E. multilocularis isolates were digested with 6 different restriction enzimes and hybridized with an insert containg the E. granulosus telomeric motif (C3TA2) and re-hybridized with PCR products derived from AgB genes, both labeled with fluorescein. Our results show heterogenity in the E. granulosus telomere size. Furthermore, we used an extra long PCR (XL-PCR) with specific primers for AgB genes and a primer containing the E. granulosus telomeric motif. We obtained amplicons with about 1600 bp for AgB2, AgB3 and AgB4, and with 1300 and 3500 bp for AgB3. No amplicons were obtained using AgB1 specific primers. Based on these data, we suggest that the E. granulosus AgB2, AgB3 and AgB4 genes are localized in the vincinity of telomeric motifs, but we are still unable to define the precise localization of the genes at chromosomes.

A forma larval de Echinococcus granulosus (metacestóide) é o agente causador da hidatidose cística, zoonose endêmica no Rio Grande do Sul. Essa parasitose caracteriza-se pelo crescimento de uma massa cística preenchida de líquido hidático que causa compressão em órgãos e tecidos vizinhos. O antígeno B (AgB) é um dos maiores componentes do líquido hidático. Apesar da função do AgB ser mal conhecida, alguns indícios sugerem que ele está envolvido na interação parasito/hospedeiro. Sabe-se que os genes de contingência em microparasitas (protozoários e bactérias) são os responsáveis pela evasão da resposta imune do hospedeiro, e estão localizados, freqüentemente, na região sub-telomérica dos cromossomos. A localização sub-telomérica poderia estar relacionada com a alta variabilidade encontrada na família multigênica do AgB, uma vez que tais regiões costumam estar mais sujeitas à mutação. No presente trabalho procuramos verificar a proximidade dos genes de AgB dos telômeros através de experimentos de Southern blot utilizando a técnica de TRF (Telomere Restriction Fragment) onde o DNA genômico de E. granulosus e E. multilocularis foi clivado com seis diferentes enzimas de restrição e hibridizado com um inserto que possui o motivo telomérico C3TA2 (caracterizado para E. granulosus) e re-hibridizado com produtos de PCR dos genes AgB, ambos marcados com fluoresceína. Os nossos resultados permitiram a identificação de heterogeneidade no tamanho dos telômeros de E. granulosus. Ainda, utilizamos um PCR extra longo (XL-PCR) com primers específicos para os genes de AgB e um primer contendo o motivo telomérico de E. granulosus. Foram obtidos amplicons de aproximadamente 1600 pb para AgB2 , AgB3 e AgB4, e de 1300 e 3500 pb para AgB3. Não foram obtidos amplicons para AgB1. Com base nos dados obtidos neste trabalho, sugerimos que os genes AgB2, AgB3 e AgB4 estão localizados próximos a um motivo telomérico, mas ainda não podemos definir a precisa localização dos genes nos cromossomos. / The larval stage of Echinococcus granulosus (metacestode) causes the cystic hydatic disease, an endemic zoonosis from the state of Rio Grande do Sul. The disease is characterized by the growth of a cyst filled with liquid (hydatic fluid), leading to the compression of the neighbouring organs and tissues. Although the biological role of antigen B (AgB) is still uncertain, several clues show that it is involved in the parasite/host interaction. Contingency genes are known to be responsible for the evasion of host imune response in microparasites, and are frequently localized in chromosome sub-telomeric regions. A sub-telomeric localization could be related to the high variability found in the AgB multigene family, since these regions are usually more prone to mutations. In the present work we tried to verify the proximity of AgB genes to the telomeres with Southern blot experiments using the TRF (Telomeric Restriction Fragment) technique, where the genomic DNA from 35 E. granulosus and 5 E. multilocularis isolates were digested with 6 different restriction enzimes and hybridized with an insert containg the E. granulosus telomeric motif (C3TA2) and re-hybridized with PCR products derived from AgB genes, both labeled with fluorescein. Our results show heterogenity in the E. granulosus telomere size. Furthermore, we used an extra long PCR (XL-PCR) with specific primers for AgB genes and a primer containing the E. granulosus telomeric motif. We obtained amplicons with about 1600 bp for AgB2, AgB3 and AgB4, and with 1300 and 3500 bp for AgB3. No amplicons were obtained using AgB1 specific primers. Based on these data, we suggest that the E. granulosus AgB2, AgB3 and AgB4 genes are localized in the vincinity of telomeric motifs, but we are still unable to define the precise localization of the genes at chromosomes.

O antígeno B (AgB) é uma proteína polimérica de aproximadamente 160 kDa secretada durante a fase larval dos parasitos do gênero Echinococcus. Sua função provavelmente está relacionada com a evasão da resposta imune do hospedeiro, e tem sido relatado que seus genes apresentam alta diversidade de seqüências, mesmo dentro de um único metacestóide de E. granulosus. Em E. multilocularis o AgB é codificado por uma família multigênica composta por pelo menos cinco genes. Neste trabalho nós avaliamos o efeito do sistema imune dependente de célula T sobre a diversificação somática dos genes do antígeno B em metacestóides de E. multilocularis obtidos de camundongos secundariamente infectados com microcistos: uma linhagem proficiente e outra não proficiente quanto à resposta imune celular (BALB/c e nude, respectivamente). Os animais foram sacrificados após um ou dois meses de infecção para coleta da massa parasitária e extração do RNA. Após a síntese do cDNA foram feitas PCRs específicas para quatro genes (EmAgB1, EmAgB2, EmAgB3 e EmAgB4) e o produto desta reação foi clonado. Os clones resultantes foram analisados quanto à presença de polimorfismo através de PCR-SSCP e os alelos descobertos foram seqüenciados. A diversidade alélica foi calculada através do Índice de Diversidade de Shannon e desvios da neutralidade foram testados através do Teste D de Tajima e através do Teste Exato de Fisher, que detecta excesso de mutações não-sinônimas em relação às mutações sinônimas. Um teste adicional, que calcula a probabilidade (através da distribuição binomial) de ocorrência das mutações não-sinônimas, foi realizado. Comparando a diversidade encontrada nos genes do AgB não encontramos evidências de que a pressão imposta pelo sistema imune esteja relacionada com a diversidade de seqüências encontrada em nosso estudo. O gene EmAgB2 apresentou Índices de diversidade mais elevados (principalmente quando coletado do camundongo BALB/c após um mês de infecção) e também apresentou maior quantidade de indels. Apenas um dos alelos encontrados em nossa amostragem foi compartilhado por parasitos coletados de diferentes camundongos, sugerindo que os alelos possam ter surgido após a infecção dos camundongos. O Teste D de Tajima resultou em valores negativos em todas as análises. Entretanto, nem o Teste Exato de Fisher nem a análise da probabilidade binomial encontraram excesso de mutações não sinônimas para qualquer dos genes analisados. Portanto, nossos dados indicam que os genes do AgB durante a fase de metacestóide evoluem segundo o modelo neutro e o valor D de Tajima negativo pode ser explicado devido a rápida proliferação celular do metacestóide após a infecção secundária. / The Antigen B (AgB) is a polymeric protein secreted during the larval stage of the Echinococcus flatworms. The AgB is involved with the evasion of host immune response and its genes show high variability, even inside a single E. granulosus metacestode. To date, five AgB genes have been reported in the E. multilocularis genome. In this work we analyzed the AgB diversification in E. multilocularis recovered from secondarily infected mice. Two different mouse strains were infected with microcysts of E. multilocularis: BALB/c and nude, which are T-Cell immune response proficient and non-proficient, respectively. The mice were necropsed one or two months post infection and the parasite mass was collected for RNA extraction. Following the cDNA synthesis, each AgB gene (EmAgB1, EmAgB2, EmAgB3 and EmAgB4) was amplified in a specific PCR and the products of these reactions were cloned. The polymorphism present in each AgB gene was assessed by PCR-SSCP and the variant alleles were sequenced. The allele diversity for each gene was calculated by the Shannon Diversity Index and neutrality departures were tested by Tajima’s D Test, and Fisher’s Exact Test, which evaluates the excess of non-synonymous over synonymous substitutions. An additional test, which estimates the binomial probability of occurrence of nonsynonymous mutations, was also performed. We did not find association between the AgB diversity and the immune response of the host. The EmAgB2 gene showed the largest diversity index among the four genes (especially when collected from BALB/c at first month post infection) and it also presented a large quantity of alleles containing indels. The parasites collected from different mice do not share AgB alleles (with a single exception), and suggest that the new alleles could have arisen after the mice infection. The Tajima’s D Test resulted in negative values in all analyses. However, both Fisher’s Exact Test and the binomial probability analysis did not detect excess of non-synonymous mutation in our samples. Therefore, our data suggest that AgB genes evolve by the neutral model during the metacestode stage, and the negative Tajima’s D value could be explained by the fast cellular proliferation of the metacestode after secondary infection.

El antígeno B (EgAgB) es una lipoproteína presente en la larva del parásito cestodo Echinococcus granulosus, agente causante de la zoonosis conocida como hidatidosis, enfermedad endémica en nuestra región. Esta proteína pertenece a una familia de proteínas exclusivas de cestodos que unen ligandos hidrofóbicos, conocidas como HLBPs. A nivel proteico, el EgAgB está formado por subunidades de ~8 kDa codificadas por genes polimórficos pertenecientes a 5 subfamilias distintas (EgAgB8/1 a EgAgB8/5); mientras que su componente lipídico está formado por una amplia variedad de lípidos, incluyendo lípidos neutros y polares. El hecho de que muchos de estos lípidos no pueden ser sintetizados de novo por el parásito hace suponer que el EgAgB podría estar involucrado en la adquisición de estos compuestos desde el hospedador, como ha sido propuesto para otras HLBPs. Esto implicaría que el EgAgB interactué con componentes del hospedador para adquirir estos ligandos. En este sentido, existe evidencia de que el EgAgB es capaz de interactuar con células del sistema inmune, modulando su respuesta, lo que a su vez favorecería el establecimiento y permanencia del parásito. Sin embargo, para poder comprender los mecanismos asociados a esta modulación a nivel molecular y determinar si la proteína es capaz de transportar e intercambiar los lípidos, es imprescindible avanzar en el conocimiento estructural y funcional de esta partícula compleja. Con este fin, durante el desarrollo de este trabajo se purificaron las subunidades recombinantes EgAgB8/1, EgAgB8/2 y EgAgB8/3, logrando obtenerlas de forma libre de lípidos. Se logró determinar que estas subunidades son capaces de interaccionar consigo mismas aún en ausencia de lípidos, formando oligómeros de entre 40 y 60 kDa, distintos a los que se han reportado previamente en la literatura en presencia de los ligandos. Por otro lado, se analizó la capacidad de distintos ligandos lipídicos de unirse a estas subunidades y se pudieron determinar constantes de disociación en el orden submicromolar empleando antroiloxi-derivados de ácidos grasos. Más aún, se evaluó la capacidad de las subunidades EgAgB8/2 y EgAgB8/3 de transferir estos derivados hacia membranas fosfolipídicas modelo. Utilizando distintos tipos de vesículas se pudo establecer que ambas subunidades son potencialmente capaces de transferir los ácidos grasos. En el caso de las subunidad EgAgB8/2, la transferencia ocurriría por un mecanismo que involucra un contacto directo con la membrana, mientras que en el caso de EgAgB8/3 la cinética de la transferencia estaría determinada por la disociación del complejo proteína-ligando. Asimismo, para ambas proteínas se pudo determinar que las interacciones electroestáticas tienen importancia en el mecanismo, dado que la transferencia se ve favorecida en el caso de vesículas con mayor carga neta negativa, como ocurre en el caso de vesículas ricas en cardiolipina. Por otro lado, con el fin de evaluar la capacidad de las subunidades libres de lípidos de interactuar con células del sistema inmune, particularmente con monocitos y macrófagos, se encontró que las subunidades EgAgB8/1 y EgAgB8/3 libres de lípidos son reconocidas por estas células, mientras que la subunidad EgAgB8/2 no presenta unión a los monocitos y es pobremente reconocida por los macrófagos. Asimismo, se pudo determinar que la fosfatidilcolina que estaría expuesta en la partícula nativa de EgAgB participaría en la unión, posiblemente modificando la forma en que se exponen las subunidades de EgAgB para que sean reconocidas por las células. En conjunto, los resultados obtenidos en este trabajo sugieren que la partícula de EgAgB puede ser reconocida por células del sistema inmune a través de algunas de sus subunidades y el hecho de que en proximidad de una membrana fosfolipídica algunas subunidades pueden ser capaces de transferir sus ligandos, apoya la idea de que EgAgB pueda intercambiar lípidos interaccionando con células del hospedador.

A hidatidose cística é uma zoonose causada pelo estágio larval (cisto hidático) do Echinococcus granulosus. O cisto hidático desenvolve-se nas vísceras dos hospedeiros intermediários como uma estrutura unilocular preenchida pelo líquido hidático, que contém os produtos de excreção/secreção do parasito. O antígeno B (AgB) de E. granulosus, um dos principais componentes antigênicos do líquido hidático, é uma lipoproteína oligomérica composta por subunidades de 8 kDa. Em solução o AgB existe como distintos oligômeros e agregados em equilíbrio, contudo, os oligômeros de aproximadamente 160 kDa são predominantes. A função do AgB não é totalmente clara, mas dois papeis principais são sugeridos: de molécula imunomoduladora e de carreador de lipídios. Neste estudo, nós investigamos se o AgB é capaz de interagir com diferentes tipos celulares e afetar sua viabilidade. O AgB foi purificado por cromatografia de imunoafinidade a partir de líquido hidático coletado de cistos hidáticos individuais. A internalização do AgB pelas linhagens A549 (célula epitelial de pulmão), NIH/3T3 (fibroblasto), RH (hepatócito) e J774 (macrófago) foi avaliada por imunofluorescência. A viabilidade celular foi analisada pelo ensaio de redução do MTT após incubação com AgB por 24 h. As quatro linhagens celulares foram capazes de internalizar o AgB a 37°C. Para avaliar o envolvimento de endocitose na internalização, células RH foram incubadas com AgB a 4°C, condição que inibe processos de endocitose. Nessa condição, o AgB não foi observado no citoplasma celular, sugerindo que vias de endocitose poderiam estar envolvidas. Células RH e A549 mostraram maior sensibilidade no ensaio de MTT. A taxa de redução de MTT no tratamento com 100 μg/ml de AgB foi de 68% e 57% para RH e A549, respectivamente. Nas mesmas condições, células NIH/3T3 e J774 mostraram respostas similares, o nível de redução do MTT foi 80% e 78%, respectivamente. A sensibilidade observada para as células A549 e RH poderia estar relacionada ao organotropismo por pulmões e fígado reportado na hidatidose cística. A internalização pelas células pode ser uma etapa necessária para a função do AgB como carreador de lipídios ou molécula imunomoduladora e durante esse processo, o AgB poderia causar dano celular nos tecidos do hospedeiro. / Cystic hydatid disease is a zoonosis caused by the larval stage (hydatid cyst) of Echinococcus granulosus. The hydatid cyst develops in the viscera of intermediate host as a unilocular structure filled by the hydatid fluid, which contains parasitic excretory/secretory products. E. granulosus antigen B (AgB), one of the major antigenic component of hydatid fluid, is an oligomeric lipoprotein composed by small subunits with approximately 8 kDa. In solution, AgB exists as distinct oligomers and aggegates in equilibrium, however oligomers with approximately 160 kDa are prevalent. The AgB function is not completely clear, but two major roles are suggested: as an immunomodulatory molecule and as a lipid carrier. In this study, the ability of AgB to interact with different cell types and to affect cell viability was investigated. AgB was purified by immunoaffinity chromatography from hydatid fluid collected from individual hydatid cysts. The internalization of AgB by A549 (lung epithelial cell), NIH/3T3 (fibroblast), RH (hepatocyte) and J774 (macrophage) cells was evaluated by immunofluorescence. Cell viability was analyzed by MTT reduction assay after incubation with AgB by 24 h. The four cell lines tested were able to internalize AgB at 37°C. In order to evaluate the role of endocytosis in the internalization, RH cells were incubated with AgB at 4°C, condition that inhibits endocytosis processes. In this condition, AgB was not visualized on cell cytoplasm, suggesting that endocytosis pathways could be envolved. RH and A549 cells showed higher sensitivity on MTT assay. The MTT reduction level on the 100 μg/ml AgB treatment was 68% and 57% for RH and A549, respectively. In the same condition, NIH/3T3 e J774 cells showed similar responses, the MTT reduction level was 80% and 78%, respectively. The observed sensitivity on A549 and RH cells could be related to the organothropism by lungs and liver reported on cystic hydatid disease. The internalization by cells might be a necessary step to the AgB function as a lipid carrier or an immunomodulatory molecule and during this process, AgB could cause cell damage to the host tissues.