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Orientador: Sergio de Albuquerque / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-31T21:40:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GoncalvesNeto_JanainaFernanda_M.pdf: 25773736 bytes, checksum: 5e545a937afbe8e43ce2242cce359004 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Diante da problemática no tratamento da doença de Chagas, a busca por novas substâncias capazes de combater Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas, vem despertando o interesse de vários pesquisadores. Entre os inúmeros compostos testados, os derivados da ftalimida têm apresentado bons resultados no combate ao parasito, conforme a literatura. No presente trabalho, foi avaliada a atividade tripanocida de sete derivados da N-aminometilftalimida sobre duas cepas de T. cruzi, com características distintas, através de ensaios "in vitro" e "in vivo". Além disso, foi verificada a influencia destes compostos na produção de óxido nítrico (NO) pelos macrófagos. O ensaio "in vitro", foi realizado em duas etapas: uma utilizando as formas tripomastigotas e a outra, as formas epimastigotas. No ensaio utilizando as formas tripomastigotas, a substância N-(4-metoxifenil)aminometilftalimida (3) apresentou melhor atividade sobre a cepa Y e a substância N-( 4-nitrofenil)aminometilftalimida (4) sobre a cepa Bolívia. Em relação às formas epimastigotas, a substância N-(fenil)aminometilftalimida (1); N-(4 metoxifenil)aminometilftalimida (3); N-( 4-nitrofenil)aminometilftalimida (4) e N-( 4 - benzenosulfonilguanidil)aminometilftalimida (5) foram mais ativas sobre a cepa Y enquanto as substância N-( fenil)aminometilftalimida (1); N-(4 metoxifenil)aminometilftalimida (3); N-(4-nitrofenil)aminometilftalimida (4); N-(4- benzenosulfonilguanidil) aminometilftalimida (5); N-[4-benzenosulfonil-(2-tiazolil)amino]aminometilftalimida (6) e N-[ 4-benzenosulfonil-(2-pirimidil)amino]aminometilftalimida (7) sobre a cepa Bolívia. No ensaio "in vivo" observou-se a parasitemia, o parasitismo tecidual, e a morfometria dos núcleos celulares dos diferentes órgãos. A substância N-[ 4-benzenosulfonil-(2 pirimidil)amino ]aminometilftalimida (7) apresentou maior atividade sobre a cepa Y e as substâncias N-(fenil)aminometilftalimida (1); N-( 4-metilfenil)aminometilftalimida e N-( 4-metoxifenil)aminometilftalimida (3) sobre a cepa Bolívia. Sabendo da importância da produção do NO no controle da infecção determinada por T.cruzi, os derivados da N aminometilftalimida foram adicionados em cultura de macrófagos e após 24 horas, observou-se uma indução significativa na produção de NO superior àquela determinada por IFN-y e o LPS / Abstract: The search for new compounds capable to kill Trypanosoma cruzi, the etiologic agent of Chagas' disease, been an interesting subject for researches. According to the literature, phthalimide compounds have showed good results against this parasite. The present study was carried out to estimate tripanocidal activity of seven N aminometylphthalimide compounds in two T. cruzi strains, with distinct characteristics, by "in vitro" and "in vivo" assays. The influence of these compounds for nitric oxide (NO) production by macrophages was also analyzed. The "in vitro" assay, were performed in two parsites stages: trypomastigotes and epimastiogotes stages. This assay demonstrated better activity of the N-( 4 metoxyfenyl)aminometylphthalimide (3) against trypomastigote stages of "Y" strain, in contrast to the N-(4-nitrofenyl)aminometylphthalimide (4) which promoted a better activity against T. cruzi Bolívia strain. However, N-(fenyl)aminometylphthalimide (1); N-( 4 metoxyfenyl)aminometylphthalimide (3); N-(4-nitrofenyl)aminometylphthalimide (4) and N-(4-benzenosulfonylguanidyl)aminometylphthalimide (5) showed greater activities against epimastigotes of "Y" strain. In contrast, N-(fenyl)aminometylphthalimide (1); N (4-metoxyfenyl)aminometylphthalimide (3); N-( 4-nitrofenyl)aminometylphthalimide (4) and N-( 4-benzenosulfonyl guanidyl)aminometylphthalimide (5); N-[ 4-benzenosulfonyl-(2 tiazolyl)amino] amino metylphthalimide (6) and N-[ 4-benzenosulfonyl-(2 pirimidyl)amino] aminometyl phthalimide (7), showed greater activities against Bolivia strain. The "in vivo" assays used as criteria parasitaemia, tissue parasitism and nuc1eus morphometric analyses of different tissues. Overall the compound N-[ 4-benzenosulfonyl (2-pirimidyl) amino] aminometylphthalimide (7) showed better activity against the "Y" strain whereas N -( fenyl)aminometylphthalimide (1); N-(4 metilfenyl)aminometylphthalimide (2) and N-( 4-metoxyfenyl)aminometylphthalimide (3) revealed a better activity against the "Bolivia" strain. The importance of Nitric Oxide (NO) production in controlling the acute infection of T. cruzi is well known. The influence of different compounds were analized by adding them in cytokine stimulated macrophage cultures and incubated for 24 hours. N aminometylphthalimide compounds showed a significant induction of NO production when comparing with those stimulated by INFy and LPS / Mestrado / Mestre em Parasitologia

Doctora en Farmacología / La enfermedad de Chagas es causada por Trypanosoma cruzi. Este parásito desencadena una respuesta inflamatoria que tiende a controlar la infección en el hospedero. Sin embargo, la permanencia del parásito provoca la persistencia de la inflamación que finalmente conduce al desarrollo de la Cardiopatía Chagásica Crónica (CCC). La CCC es consecuencia de alteraciones microvasculares, entre otros mecanismos. Característicamente, la expresión de moléculas de adhesión celular (ECAMs) como ICAM-1, VCAM, y E-selectina, está aumentada para favorecer el reclutamiento de células inflamatorias. Es posible mejorar el tratamiento antichagásico actual modificando algunos aspectos de la fisiopatología en el hospedero. Así, se propone que simvastatina, por sus efectos pleiotrópicos que modulan la respuesta inflamatoria vascular, podría mejorar la disfunción endotelial inducida por T. cruzi. Este efecto estaría mediado por un mecanismo que involucra la producción de un eicosanoide proresolutorio de la inflamación denominado 15-epi-lipoxina A4, que deriva de la ruta sintética de 5-lipoxigenasa, o también conocido como lipoxinas gatilladas por aspirina. Se realizó un modelo de activación endotelial, en el que células endoteliales EA.hy926 y HUVEC fueron previamente tratadas con simvastatina 5 μM o benznidazol 20 μM durante 24 horas, y posteriormente infectadas con T. cruzi por 16 horas. Se observó que ambos fármacos fueron capaces de prevenir el aumento de la expresión de ECAMs y en consecuencia, disminuyeron la adhesión celular sin afectar la viabilidad celular ni la integridad del citoesqueleto. Además, este efecto es independiente de su actividad tripanocida. Por otra parte, ambos fármacos bloquearon la activación de la cascada de NF-κB y el traslado de p65 al núcleo, pero sólo simvastatina indujo la producción de 15-epi-lipoxina A4. Es más, la 15-epi-lipoxina A4 fue capaz de disminuir, por si misma, la expresión de ECAMs. Se concluye que simvastatina o benznidazol previenen la activación endotelial, aunque sólo simvastatina actúa a través de un mecanismo dependiente de la producción de este lípido pro-resolutorio de la inflamación, 15-epi-lipoxina A4. Como la inflamación y la disfunción endotelial tienen un rol pivotal en la patogénesis de la enfermedad de Chagas, es posible que simvastatina y benznidazol puedan modular el daño microvascular de la enfermedad de Chagas. Por lo tanto, en este trabajo presentamos las bases que soportan el uso de simvastatina en el tratamiento de la Cardiopatía Chagásica / Chagas disease is caused by Trypanosoma cruzi. This parasite triggers an inflammatory response to control host's infection. As the inflammatory response persists, the patients develop Chronic Chagas Cardiomyopathy (CCC). The CCC is consequence of microvascular alterations, among others mechanisms. This process is characterized by an increased expression of Endothelial Cell Adhesion Molecules (ECAMs) like ICAM-1, VCAM, and E-selectin, allowing inflammatory cell recruitment. It is possible to improve the current treatment modifying some aspects of the pathophysiology in the host. Thus, it is proposed that simvastatin may improve vascular immune response due to their pleiotropic effects in the modulating inflammatory responses and improve endothelial dysfunction induced by T. cruzi. This effect would be mediated by a mechanism that involves the production of a novel pro-resolving lipid, the 5-lypoxygenase derivative 15-epi-lipoxin A4, which belongs to aspirin triggered lipoxins. A model of endothelial activation was performed in which EA.hy926 and HUVEC endothelial cells were pretreated with 5 μM simvastatin or 20 μM benznidazole for 24 hours, and then infected with T. cruzi parasite for 16 hours. It was observed that both drugs prevented the increase in ECAMs and in consequence, decreases cell adhesion without affecting the cell viability and cytoskeleton. Thus, the effect is independent of their trypanocidal activity. Furthermore, both drugs blocked NF-κB activation and they blocked the transfer of the nucleus p65, and in the case of simvastatin, this effect was mediated by the production of 15-epi-lipoxin A4. In the other hand, the 15-epi-lipoxin A4 was able to decrease by itself, the expression of ECAMs. In conclusion, both drugs prevent the T. cruzi-induced endothelial activation but only simvastatin acts through a mechanism dependent on the production of this pro-resolving lipid, 15-epi-lipoxin A4. As the inflammation and endothelial dysfunction have a key role in the pathogenesis of Chagas disease, simvastatin and benznidazole may modulate the microvascular damage in Chagas disease. Thus, we provide the bases that support the future use of simvastatin in the treatment of cardiac Chagas disease

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / La enfermedad de Chagas, una zoonosis que afecta al continente Americano, es causada por el protozoo flagelado Trypanosoma cruzi y su principal vía de transmisión es vectorial, a través de insectos hematófagos de la subfamilia Triatominae. Epidemiológicamente, en Chile el vector más importante es Triatoma infestans. La saliva de artrópodos hematófagos tiene propiedades vasodilatadoras e inmunomoduladoras que favorecen la ingestión de sangre, sin daño aparente para el hospedero. Extractos de glándula salival de algunos de estos organismos inhiben la ruta clásica y alterna de activación del sistema del complemento humano. Se ha aislado en la saliva de otros artrópodos hematófagos a calreticulina (CRT), una proteína altamente pleiotrópica que está presente en todos los linajes celulares, excepto eritrocitos. En este estudio se demostró la presencia de CRT en extracto de glándula salival de T. infestans (TiCRT), usando criterios antigénicos y funcionales. Se analizó el extracto completo de glándula salival de T. infestans mediante electroforesis en gel de poliacrilamida al 10% p/v, en presencia de dodecil sulfato de sodio y β2-mercaptoetanol (SDS- PAGE). Una réplica fue sometida a electrotransferencia, donde anticuerpos heterólogos reconocieron TiCRT putativa. Funcionalmente, y de acuerdo a lo esperado, se verificó que la TiCRT putativa presente en el extracto de glándula salival se unió específicamente al componente C1q, módulo de reconocimiento de señales de peligro de la ruta clásica del sistema del complemento humano. Más aún, el extracto de glándula salival, conteniendo TiCRT, inhibió esa ruta de activación, según lo verificado en ensayos inmunométricos. Muy probablemente, la unión de TiCRT a C1q medió una disminución en el depósito a la fase sólida de C4b. Esta es la unidad central de las convertasas de C3 y de C5 del complemento. Tomados en conjunto, estos resultados permiten proponer que el extracto de glándula salival de T. infestans contiene una molécula con peso aparente y propiedades antigénicas y funcionales compatibles con aquellas conocidas para CRT

Orientador: Humberto de Araujo Rangel / Tese (doutorado) - Universidade Estadualde Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MalaguenodeSantana_Elizabeth_D.pdf: 9616564 bytes, checksum: 60f4bb703cc9ace17672ee56af50160c (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Diferentes parâmetros de resposta humoral foram analisados em camundongos suscetíveis CBA/J, resistentes 'C IND. 57¿BL/10 e o híbrido resistente ' C IND. 57¿BL/10 x CBA/J) F1, durante os primeiros 20 dias de infecção com 100 tripanossomas da cepa Y. Não foram encontradas diferenças significativas entre os títulos de anticorpos específicos para as formas amastigotas e tripamastigotas. IgG1, IgG2a e IgG 2b não diferiram entre as linhagens. Porém, os camundogos CBA/J apresentaram discretos aumento inicial de IgM. As formas tripomastigotas isoladas da linhagem suscetível são apresentaram imunoglubulinas do hospedeiro na superfície do parasito, enquanto estas foram detectadas nos parasitos de camundongos resistentes. Todos os soros do '20GRAUS¿ dia pós-infecção, pricipitaram antígenos de Mr na faixa de 94 a 84 kDa, além de polipeptídeos 50 KDa. Apenas 'C IND 57¿BL/10, reconhece polipentídeos de Mr 60 kDa. Os anticorpos detectados nas três linhagens neste período, não apresentaram efeito tripanosomicida na ausência ou presença de complemento murino, parecendo não exercerem função no controle inicial da parasitemia. A analise de estimulação espontânea de PFC para hemácias de carneiro, revelou ativação precoce das células esplênicas nos camundongos CBA/J, com súbita depressão a partir do '15GRAUS¿ DIA. A cinética de ativação policlonal dos camundongos ('C IND.57¿/10 x CBA/J) F1 é diferente...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Not informed. / Doutorado / Imunologia / Doutor em Ciências Biológicas

Magister en biomedicina celular y molecular / La enfermedad de Chagas, causada por el parásito Trypanosoma cruzi (T. cruzi), constituye un problema de Salud Pública a nivel mundial, cada vez más relevante. Durante la transmisión congénita, el parásito alcanza al feto vía sanguínea atravesando la barrera placentaria compuesta por el trofoblasto (epitelio bi-estratificado), estroma vellositario (tejido conectivo de las vellosidades coriónicas libres) y endotelio de los capilares fetales, así como las láminas basales que separan los diferentes epitelios. La enfermedad de Chagas congénita es producto de una compleja interacción entre el parásito, las respuestas inmunes de la madre y del feto/recién nacido y factores placentarios, siendo estos últimos los menos estudiados. Aún no se conoce con exactitud los mecanismos de invasión del parásito durante la infección congénita. Las bajas tasas de transmisión sugieren la existencia de factores antiparasitarios placentarios locales. Los epitelios constituyen una barrera física contra los patógenos y el recambio de los mismos se considera parte de la respuesta inmune innata. T. cruzi induce proliferación, diferenciación (sincicialización) y muerte celular programada de tipo apoptosis en el trofoblasto, sugiriendo un aumento en el recambio epitelial en este tejido en particular. La caspasa 8, una molécula relacionada con la apoptosis, es también fundamental en el proceso de diferenciación y no sólo en muerte celular en el trofoblasto. En esta tesis se estudió la participación de la caspasa 8 en respuesta a la infección con T. cruzi en una línea celular de trofoblasto humano (BeWo). Para ello, se trabajó con la línea celular de trofoblasto (BeWo), expuestas a tripomastigotes de T. cruzi (cepa Y) en bajas y altas concentraciones, suero fetal bovino, Forskolina, Staurosporina y/o inhibidor de actividad de la caspasa 8 durante 48 horas. T. cruzi induce clivaje y subsecuente activación de la caspasa 8. La inhibición de esta proteasa permite un incremento de la carga parasitaria a expensas del número de amastigotes en las células infectadas. Así mismo, la inhibición de caspasa 8 altera el proceso de diferenciación y muerte celular sin alterar la proliferación. Los resultados entregados en la presente tesis, basados en un modelo in vitro, sugieren claramente que la proteína caspasa 8 está involucrada en la respuesta celular defensiva frente a la infección por T. cruzi, aportando mayores conocimientos acerca de la interacción hospedero-parásito en el Chagas congénito. / Chagas disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi (T. cruzi), constitutes a public health problem around the world, every time more relevant. In congenital transmission, the parasite reaches the fetus through the blood, crossing the placental barrier formed by trophoblast, (bi-stratified epithelium), villous stroma (connective tissue of the free chorionic villous) and endothelium of fetal capillaries, as well as basal laminae that separates both epitheliums. Congenital Chagas disease is the consequence of complex interaction between the parasite, the immune responses from the mother and the fetus/newborn and placental factors, being the latter the least-studied factor. Even not known exactly the invasion mechanism of the parasite during congenital infection. Low transmission rates suggest the presence of local placental defense mechanisms. Epithelium constitute a physical barrier against pathogens and their turnover is considered part of innate immune response. T. cruzi induces proliferation, differentiation and apoptosis in the trophoblast, suggesting an increase in trophoblast turnover. Caspase 8 is an essential molecule not only during apoptotic cell death but also during trophoblast differentiation. On this work we study the role of caspase 8 in response to T. cruzi infection in BeWo cells (a trophoblast cell line). For this, BeWo cells were exposed to T. cruzi trypomastigotes (Ypsilon strain) in high and low concentrations, fetal bovine serum, Forskolin, Staurosporine and IETD-CHO (caspase 8 inhibitor) during 48 hours. T. cruzi induces cleavage of caspase 8 and its activity. The inhibition of caspase 8 activity increases parasite infection by increasing the number of intracellular parasites. As expected, inhibition of caspase 8 does not affect cell proliferation, but disrupts the cellular differentiation and apoptotic cell death. This results shown in this work, based on an in vitro model, clearly suggest that caspase 8 is implicated in the defensive cellular response on T. cruzi infection providing knowledge about host-parasite interaction on congenital Chagas.

The eukaryotic parasite Trypanosoma brucei has evolved sophisticated strategies to persist within its mammalian host. Trypanosomes evade the hosts' immune system by antigenic variation of their surface coat, consisting of variant surface glycoproteins (VSGs). Out of a repertoire of thousands of VSG genes, only one is expressed at any given time from one of the 15 telomeric expression sites (ES). The VSG is stochastically exchanged either by a transcriptional switch of the active ES (in situ switch) or by a recombinational exchange of the VSG within the active ES. However, for infections to persist, the parasite burden has to be limited. The slender (sl) bloodstream form secretes the stumpy induction factor (SIF), which accumulates with rising parasitemia. SIF induces the irreversible developmental transition from the proliferative sl to the cell cycle-arrested but fly-infective stumpy (st) stage once a concentration threshold is reached. Thus, antigenic variation and st development ensure persistent infections and transmissibility. A previous study in monomorphic cells indicated that the attenuation of the active ES could be relevant for the development of trypanosomes. The present thesis investigated this hypothesis using the inducible overexpression of an ectopic VSG in pleomorphic trypanosomes, which possess full developmental competence. These studies revealed a surprising phenotypic plasticity: while the endogenous VSG was always down-regulated upon induction, the ESactivity determined whether the VSG overexpressors arrested in growth or kept proliferating. Full ES-attenuation induced the differentiation of bona fide st parasites independent of the cell density and thus represents the sole natural SIF-independent differentiation trigger to date. A milder decrease of the ES-activity did not induce phenotypic changes, but appeared to prime the parasites for SIF-induced differentiation. These results demonstrate that antigenic variation and development are linked and indicated that the ES and the VSG are independently regulated. Therefore, I investigated in the second part of my thesis how ES-attenuation and VSG-silencing can be mediated. Integration of reporters with a functional or defective VSG 3'UTR into different genomic loci showed that the maintenance of the active state of the ES depends on a conserved motif within the VSG 3'UTR. In situ switching was only triggered when the telomere-proximal motif was partially deleted, suggesting that it serves as a DNA-binding motif for a telomere-associated protein. The VSG levels seem to be additionally regulated in trans based on the VSG 3'UTR independent of the genomic context, which was reinforced by the regulation of a constitutively expressed reporter with VSG 3' UTR upon ectopic VSG overexpression. / Der eukaryotische Parasit Trypanosoma brucei hat komplexe Strategien entwickelt, um in seinem Säugetierwirt zu überleben. Die Grundlage der Immunevasion ist die antigene Variation des Oberflächenmantels, der aus dem variablen Oberflächenglykoprotein (VSG) besteht. Von mehreren tausend VSG-Genen wird zu jedem Zeitpunkt nur ein einziges aus einer der 15 telomerischen Expressionsstellen (ES) exprimiert. Das VSG kann entweder durch einen transkriptionellen Wechsel der aktiven ES (in situ Wechsel) oder durch einen rekombinatorischen Wechsel des VSG-Gens innerhalb der aktiven ES stochastisch ausgetauscht werden. Damit jedoch eine langanhaltende Infektion des Wirts möglich wird, muss gleichzeitig der Parasitenbefall begrenzt werden. Mit ansteigender Parasitämie akkumuliert der 'stumpy induction factor' (SIF), welcher von der 'slender' (sl) Blutstromform sekretiert wird. Sobald ein Schwellenwert in der SIF-Konzentration erreicht ist, wird die irreversible Differenzierung der proliferativen sl in die zellzyklusarretierte 'stumpy'(st) Form eingeleitet, welche infektiös für den Fliegenvektor ist. Somit stellen antigene Variation und st- Differenzierung das Persistieren der Infektion und die Übertragung des Parasiten sicher. Eine frühere Arbeit mit monomorphen Zellen deutete darauf hin, dass die Attenuierung der aktiven ES eine Rolle für die Differenzierung der Trypanosomen spielen könnte. Diese Hypothese wurde in der vorliegenden Dissertation untersucht, indem in pleomorphen Zellen mit vollständiger Entwicklungskompetenz ein ektopisches VSG induzierbar überexprimiert wurde. Diese Studien offenbarten eine erstaunliche phänotypische Plastizität: während das endogene VSG nach Induktion runter reguliert wurde, arretierten die VSG-Überexpressoren in Abhängigkeit von der ES-Aktivität entweder im Wachstum oder teilten sich weiter. Die vollständige ES-Attenuierung löste die Differenzierung zu echten st Zellen unabhängig von der Zelldichte aus und ist somit der bisher einzige natürliche SIF-unabhängige Differenzierungsauslöser. Eine mildere Abnahme der ES-Aktivität verursachte keinen Phänotyp, scheint aber die Zellen auf die SIF-induzierte Differenzierung vorzubereiten. Diese Ergebnisse zeigen, dass antigene Variation und Differenzierung verbunden sind und deuteten an, dass die ES und das VSG unabhängig voneinander reguliert werden. Daher habe ich im zweiten Teil meiner Dissertation untersucht, wie ES-Attenuierung und VSG-Stilllegung vermittelt werden können. Die Integration eines Reporters mit funktioneller oder defekter VSG 3'UTR an verschiedenen Orten im Genom zeigte, dass die Aufrechterhaltung der ES-Aktivität von einem konservierten Motiv in der VSG 3'UTR abhängig ist. Ein in situ Wechsel wurde nur ausgelöst, wenn Teile des Telomer-proximalen Motiv deletiert wurden, was nahelegt, dass das Motiv auf DNA-Ebene von einem Telomerbindeprotein erkannt wird. Die VSG-Level scheinen unabhängig vom genomischen Kontext zusätzlich in trans basierend auf der VSG 3'UTR reguliert zu werden, was durch die Regulation eines konstitutiv exprimierten Reporters mit VSG 3'UTR nach VSG-Überexpression bekräftigt wurde.

The nuclear envelope serves as important mRNA surveillance system. In yeast and humans, several control mechanisms act in parallel to prevent nuclear export of unprocessed mRNAs. However, trypanosomes lack homologues to most of the proteins involved. In addition, gene expression in trypanosomes relies almost completely on post-transcriptional regulation as they transcribe mRNAs as long polycistrons, which are subsequently processed into individual mRNA molecules by trans-splicing. As trans-splicing is not error-free, unspliced mRNAs may be recognized and prevented from reaching the cytoplasm by a yet unknown mechanism. When trans-splicing is inhibited in trypanosomes, the formation of a novel RNA granule type at the cytoplasmic periphery of the nucleus, so called nuclear periphery granules (NPGs) was previously observed. To identify potential regulators of nuclear export control, changes in protein localization which occur when trans-splicing is inhibited, were globally analyzed during this work. For this, trypanosome nuclei were purified under conditions maintaining NPG attachment to the nucleus, in the absence and presence of trans-splicing. Mass spectrometry analyses identified 128 proteins which are specifically enriched in nuclear preparations of cells inhibited for trans-splicing. Amongst them are proteins, which change their localization to the nucleus or to the nuclear pores as well as many proteins that move into NPGs. Some of these proteins are promising candidates for nuclear export control proteins, as the changes in localization (to the nucleus or nuclear pores) were specific to the accumulation of unspliced mRNAs. The NPG proteome almost exclusively contains proteins involved in mRNA metabolism, mostly unique to trypanosomes, notably major translation initiation factors were absent. These data indicate that NPGs are RNP complexes which have started or completed nuclear export, but not yet entered translation. As a byproduct of these proteomic studies, a high-quality dataset of the yet unknown T. brucei nuclear proteome is provided, closing an important gap in knowledge to study trypanosome biology, in particular nuclear related processes. NPGs were characterized in more detail by microscopy. The granules are cytoplasmic and present in at least two different trypanosome life cycle stages. There are at least two distinct granule subsets, with differences in protein composition. A closer analysis of NPGs by electron microscopy revealed that the granules are electron dense structures, which are connected to nuclear pores by string-like structures. In order to approach the function of NPGs, on the one hand, the hypothesis that NPGs might be related to perinuclear germ granules of adult gonads of C. elegans was tested: we found no relation between the two granule types. On the other hand, initial single molecule mRNA FISH experiments performed in trypanosomes showed no accumulation of unspliced transcripts in NPGs, arguing against an involvement of the granules in mRNA quality control. / Die Kernhülle um den Zellkern dient als wichtiges mRNA-Überwachungssystem in Eukaryoten. Bei Hefen und Menschen wirken dabei beispielsweise mehrere Kontrollmechanismen parallel, um den Export von unverarbeiteten mRNAs aus dem Kern heraus zu verhindern. Trypanosomen fehlen jedoch Homologe zu den Meisten hierbei beteiligten Proteinen. Außerdem basiert Genexpression in Trypanosomen fast ausschließlich auf posttranskriptioneller Kontrolle, da die Parasiten mRNAs als lange Polycistrons transkribieren, die anschließend durch Transspleißen zu einzelnen mRNA-Molekülen verarbeitet werden. Da der Prozess des Transspleißen nicht fehlerfrei zu sein scheint, gibt es möglicherweise einen noch unbekannten Mechanismus, der nicht gespleißte mRNAs erkennt und diese daran hindert, das Zytoplasma zu erreichen. Unter Bedingungen, in denen Transspleißen in Trypanosomen blockiert ist, konnte eine neue Art von RNA-Granula an der zytoplasmatischen Peripherie des Zellkerns beobachtet werden, sogenannte Nuclear Periphery Granules (NPGs). Um potentielle Regulatoren einer Kontrolle des mRNA-Exports zu identifizieren, wurde während dieser Arbeit umfassend analysiert, inwieweit sich die Lokalisation von Proteinen ändert, wenn Transspleißen gehemmt wird. Zu diesem Zweck wurden Zellkerne von Trypanosomen unter Bedingungen aufgereinigt, bei denen die Bindung der NPGs an den Zellkern in Abwesenheit und Gegenwart von Transspleißen erhalten blieb. Mit Hilfe von massen-spektrometrischen Analysen konnten 128 Proteine identifiziert werden, die spezifisch in den Kernpräparaten von Zellen angereichert sind, in denen Transspleißen blockiert ist. Darunter befinden sich Proteine, die ihre Lokalisation in den Kern hinein oder zu den Kernporen hin verändern, sowie viele Proteine, die sich in NPGs bewegen. Einige dieser Proteine stellen vielversprechende Kandidaten für eine potenzielle Rolle in der Kernexportkontrolle dar, da die Veränderungen in der Lokalisation (zum Kern oder zu den Kernporen) spezifisch für die Akkumulation von nicht gespleißten mRNAs waren. Das hier erarbeitete NPG-Proteom enthält fast ausschließlich Proteine, die am mRNA-Metabolismus beteiligt sind und nur in Trypanosomen vorkommen. Insbesondere fehlen im NPG-Proteom wichtige Translationsinitiationsfaktoren. Die Daten zeigen, dass NPGs RNP-Komplexe sind, die den Export aus dem Zellkern bereits begonnen oder abgeschlossen haben, aber noch nicht mit dem Translationsprozess begonnen haben. Als Nebenprodukt dieser proteomischen Analyse, kann ein qualitativ hochwertiger Datensatz des noch unbekannten Kernproteoms von T. brucei bereitgestellt werden. Damit wird eine wichtige Wissenslücke bei der Forschung zur Trypanosomenbiologie, insbesondere zu nuklearen Prozessen geschlossen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden außerdem NPGs anhand mikroskopischer Untersuchungen detaillierter charakterisiert. Die Granula sind zytoplasmatisch und liegen in mindestens zwei verschiedenen Lebenszyklusstadien von Trypanosomen vor. Es gibt mindestens zwei Untergruppen der Granula mit Unterschieden in der Proteinzusammensetzung. Eine genauere elektronenmikroskopische Analyse ergab, dass es sich bei NPGs um elektronendichte Strukturen handelt, die durch fadenartige Strukturen mit den Kernporen verbunden sind. Um mehr über die potenzielle Funktion von NPGs herauszufinden, wurde zum einen die Hypothese untersucht, dass NPGs mit perinuklearen Keimgranula adulter Gonaden in C. elegans verwandt sind: Es konnte keine Beziehung zwischen den beiden Granulatypen gefunden werden. Zum anderen zeigten erste Experimente mittels Einzelmolekül-mRNA-FISH in Trypanosomen keine Akkumulation von ungespleißten Transkripten in NPGs, was gegen eine Beteiligung an mRNA-Qualitätskontrollmechanismen spricht.

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