Estudo dos genes que codificam as proteínas antioxidantes em populações do trypanosoma cruzi sensíveis e resistentes ao benzonidazol

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Tese_Fernanda Barbosa Nogueira final.pdf: 11450025 bytes, checksum: c179ee0162b50ea1a899a05b9d391bfb (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-26T18:26:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Tese_Fernanda Barbosa Nogueira final.pdf: 11450025 bytes, checksum: c179ee0162b50ea1a899a05b9d391bfb (MD5) / Este projeto foi realizado com financiamento da CAPES, CNPQ, FAPEMIG, PRONEX e PAPES 3/FIOCRUZ. / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou, Belo Horizonte, MG, Brasil. / O sistema de defesa antioxidante nos tripanosomatídeos é um potencial alvo para quimioterapia. Este
sistema é baseado no tiol de baixa massa molecular “tripanotiona”, que mantêm o ambiente
intracelular reduzido pela ação da tripanotiona redutase (TR). As vias que metabolizam o peróxido de
hidrogênio em moléculas de água envolvem as enzimas triparedoxina peroxidase citosólica
(cTcTXNPx) e mitocondrial (mTcTXNPx) e a ascorbato peroxidase (APX). No presente trabalho, os
genes que codificam as enzimas antioxidantes cTcTXNPx, mTcTXNPx, APX e TR foram
caracterizados em 18 populações do T. cruzi sensíveis e resistentes ao benzonidazol (BZ). Nossos
resultados mostraram que os níveis de mRNA dos genes cTcTXNPx e mTcTXNPx foram duas vezes
maior na população do T. cruzi com resistência induzida in vitro ao BZ (17LER), do que seu par
sensível (17WTS). No entanto, estes genes não estão amplificados no genoma do parasito. Os genes
cTcTXNPx e mTcTXNPx podem apresentam oito e duas cópias, respectivamente, dispersas ao longo
do genoma do parasito. Análises de western blot, utilizando anticorpos policlonais anti-cTcTXNPx e
anti-mTcTXNPx, mostraram que o nível de expressão destas proteínas nativas foi similar para todas as
amostras, exceto na população 17LER que apresentou um aumento de duas vezes na expressão. Além
disto, a proteína oxidada mTcTXNPx demonstrou uma expressão 5.5 vezes maior na população
17LER, comparada ao par sensível. Análises filogenéticas das proteínas do T. cruzi cTcTXNPx e
mTcTXNPx com outros tripanosomatídeos mostraram que elas estão estreitamente relacionados com seus homólogos em T. brucei. A enzima APX do T. cruzi pode ser considerada um bom alvo para
drogas, uma vez que ela não é encontrada em hospedeiros mamíferos. O nível de mRNA e número de
cópias do gene TcAPX não apresentaram diferenças significativas entre as populações do T. cruzi
sensíveis e resistentes ao BZ. O gene TcAPX pode apresentar duas cópias dispersas ao longo do
genoma do parasito e está localizada em uma banda cromossômica em todas as cepas do parasito
analisadas A proteína TcAPX apresentou maior similaridade com a APX de espécies de Leishmania,
quando comparada com plantas. Observamos que o nível de expressão da proteína TcAPX foi duas
vezes maior na população do T. cruzi com resistência selecionada in vivo ao BZ (BZR), do que seu par
sensível (BZS). A tripanotiona redutase é a enzima chave do parasito que mantêm o ambiente
intracelular reduzido. O nível de mRNA e o número de cópias do gene TR não apresentaram
diferenças significativas nas amostras analisadas. Este gene apresenta uma única cópia no genoma do
parasito e está mais relacionado com a TR de T. brucei, comparado com outros tripanosomatídeos.
Baseado nos nossos resultados, sugerimos que a população do T. cruzi com resistência induzida in vitro ao BZ exibe um aumento no nível da proteína TXNPx juntamente com outras enzimas associadas
com o sistema de defesa antioxidante, como a TcFeSOD-A previamente descrita (Nogueira et al., 2006), protegendo estes parasitos resistentes contra o estresse oxidativo. / Antioxidant defense in trypanosomatids have been indicated as a potential target for
chemotherapy. This system is based on low molecular weight thiol trypanothione, which
maintain the reduced intracellular environment by the action of trypanothione reductase (TR).
The pathways that metabolize the hydrogen peroxide to water molecules surrounding the
cytosolic (cTXNPx) and mitochondrial (mTXNPx) tryparedoxin peroxidase enzymes and
ascorbate peroxidase (APX). In the present work, the genes that encode cTXNPx, mTXNPx,
APX and TR antioxidants enzymes were characterized in 18 T. cruzi populations susceptible
and resistant to benznidazole (BZ). Our results showed that the levels of cTcTXNPx and
mTcTXNPx mRNA were two-fold higher in the T. cruzi population with in vitro-induced
resistance to BZ (17LER) than its sensitive pair (17WTS). However, these genes are not
amplified in the parasite genome. cTcTXNPx and mTcTXNPx genes can have eight and two
copies, respectively, dispersed throughout of the parasite genome. Western blot analysis using
anti-cTcTXNPx and anti-mTcTXNPx polyclonal antibodies showed that the expression level
of native proteins was similar for all samples, except the 17LER population that showed the
expression two-fold more. In addition, the oxidized mTcTXNPx protein demonstrated 5.5-
fold greater expression in the 17LER population than 17WTS. Phylogenetic analysis of
cTcTXNPx and mTcTXNPx proteins from T. cruzi and other trypanosomatids showed that
they are closely related to their homolog in T. brucei. The T. cruzi APX enzyme is considered
a good target for drug because it is not found in mammalian hosts. The mRNA level and copy
number of the TcAPX gene showed no significant difference between T. cruzi populations
susceptible and resistant to BZ. The TcAPX gene presents two copies dispersed throughout of
the parasite genome and it is located in one chromosomal band in all T. cruzi strains analyzed.
TcAPX protein showed greater similarity to APX from Leishmania than plants. The
expression level of TcAPX protein was two-fold more in T. cruzi population with in vivoselected
resistance to BZ (BZR), than its susceptible counterpart BZS. Trypanothione
reductase is the key enzyme of the parasite to maintain a reduced intracellular environment.
The mRNA level and copy number of the TR gene showed no significant difference in the
samples analyzed. This gene presents a single copy in the parasite genome and it is more
related to TR from T. brucei than other trypanosomatids. Based on our results, we suggest that
the T. cruzi population with in vitro resistance to BZ exhibits an increase in TcTXNPx protein
levels together with other enzymes associated with peroxide metabolism, such as the
previously described TcFESOD (Nogueira et al., 2006), protecting these resistant parasites
against oxidative stress.

Links & Downloads

1. NOGUEIRA, Fernanda Barbosa. Estudo dos genes que codificam as proteínas antioxidantes em populações do trypanosoma cruzi sensíveis e resistentes ao benzonidazol. 2009. 1v. Dissertação (Mestrado em Biologia Celular e Molecular) - Centro de Pesquisas Renê Rachou, Belo Horizonte, 2009.
2. https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/3745

Tags

Doença de Chagas

quimioterapia

Trypanosoma cruzi

efeitos de drogas

Antioxidantes

análise

Resistência a medicamentos

genética

Additional Fields

Identifer	oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/3745
Date	January 2009
Creators	Nogueira, Fernanda Barbosa
Contributors	Romanha, Alvaro José, Murta, Silvane M. Fonseca, Krieger, Marco Aurélio, Babá, Elio Hideo, Fonseca, Flávio Guimarães da, Campos, Marco Antônio da Silva, Soares, Rodrigo Pinto, Murta, Silvane M. Fonseca
Source Sets	IBICT Brazilian ETDs
Language	Portuguese
Detected Language	English
Type	info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Source	reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ
Rights	Fernanda Barbosa Nogueira, info:eu-repo/semantics/openAccess
Relation	NOGUEIRA, Fernanda Barbosa. Estudo dos genes que codificam as proteínas antioxidantes em populações do trypanosoma cruzi sensíveis e resistentes ao benzonidazol. 2009. 1v. Dissertação (Mestrado em Biologia Celular e Molecular) - Centro de Pesquisas Renê Rachou, Belo Horizonte, 2009.