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Previous issue date: 2015-04-14 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Giardia intestinalis (G. intestinalis) é o parasita gastrointestinal mais comum que coloniza o trato intestinal humano onde permanece extracelular e aderido às células intestinais. O parasita tem uma distribuição mundial, causando um número estimado de 2.8x108 casos por ano e recentemente a doença foi incluída como parte da Iniciativa das Doenças Negligenciadas da Organização Mundial de Saúde. As manifestações clínicas da giardíase são variáveis, e vão desde a ausência de sintomas até diarreias agudas ou crônicas. Adicionalmente, estudos recentes indicam que distúrbios gastrintestinais funcionais, tais como a síndrome do intestino irritável, e o déficit de crescimento em crianças podem ser associados com a infecção por G. intestinalis. Apesar da alta prevalência e das consequências desta doença, os mecanismos fisiopatológicos subjacentes na giardíase ainda permanecem incompreendidos. Os trofozoítos causam a doença sem penetrar no epitélio intestinal, nem entrar na corrente sanguínea e sem secretar nenhuma toxina conhecida. Nos últimos anos, tem sido descrito que as vesículas extracelulares podem participar na interação parasita-célula hospedeira. As vesículas extracelulares podem ser: microvesículas (MVs) e derivadas da membrana plasmática; exosomos, pequenas vesículas originadas a partir de membranas de endossomos; e corpos apoptóticos contendo material do núcleo celular. As MVs têm sido mostradas como importantes fatores na interação parasita-célula hospedeira
No presente trabalho, foi utilizada uma combinação de metodologias, incluindo citometria de fluxo, microscopia de fluorescência, proliferação celular, análises de proteoma e ensaios de aderência celular para investigar o papel das microvesículas liberadas por trofozoítos de G. intestinalis nas propriedades patogênicas deste parasita. Demonstramos que G. intestinalis produz e secreta microvesículas com exposição superficial de fosfatidilserina. Além disso, o processo de liberação de MVs é dependente do tempo e da concentração de cálcio, envolve microdomínios de membrana e as microvesículas contêm RNA de baixo peso molecular. Observamos também que os microdomínios de membrana estão envolvidos na adesão do parasita à células Caco-2. Nossa análise proteômica preliminar sugere presença de componentes do citoesqueleto, alfa giardinas, enzimas metabólicas e proteínas variáveis de xi superfície (VSP) nas MVs isoladas de G. intestinalis. Foi demonstrado também que as MVs de G. intestinalis interagem com as células do hospedeiro aumentando a proliferação destas e incrementado também o número de trofozóitos aderidas à estas células. O presente estudo é o primeiro a sugerir um papel potencial para as microvesículas de G. intestinalis na colonização do hospedeiro. Uma melhor compreensão do papel das MVs liberadas pelo parasita na interação com a célula hospedeira poderá fornecer novas perspectivas sobre patogênese e possivelmente novas ferramentas para o diagnóstico e a terapia da doença / Giardia intestinalis
(
G. intestinalis
)
is the most
common gastrointestinal parasite that
colonizes the human
intestinal
tract where it remains extracellular and adheres to intestinal
cells
. The parasite has a global
distribution causing an estimated 2.8x10
8
cases per year
and
the illness
was recently included in
the World Health
Organization
Neglected Disease
Initiative
.
Clinical manifestations of giardiasis are quite variable, and range from the absence
of symptoms to acute or chronic
diarrhea. Aditionally, r
ecent
studies
indicate that functional
gastrointestinal disorders
,
such as irritable bowel syndrome
,
and failure of
children to thrive
can be associated with
G. intestinalis
infection
.
Even though the
high
prevalence
and
consequences
of this disease
,
pathophysiological mechanisms underlying symptomatic
giardiasis remain incompletely understood
.
Trophozoites
cause disease without penetrating
the
intestinal
epithelium
,
entering the bloodstream
or secreting toxin
s
.
In recent years it has
been described that extracellular ves
icles could participate in
parasite
-
host
cell interaction.
The extracellular vesicles ma
y be: microvesicles (MVs) and derived f
rom the plasma
membrane; exosome
s, small vesicles originated from
endosomal limiting membrane
; and
apoptotic bodies
containing nuclear material. MVs have been shown to be important factors in
the parasite
-
host cell in
teraction.
Here, we used a combination of methodologies including
flow cytometry, fl
u
orescence microscopy, cell proliferation,
proteomics analysis
and
cell
adherence assays to investigate
the role of released microvesicles
from
G. intestinalis
trophozoites
on the
pathogenic properties of
this parasite
.
We have found that
G. intestinalis
produces
and secretes microvesicles with superficial exposition of phosphatidilserine.
Additionally
,
the shedding process
was
calcium
and time
-
dependent
, involve
s membrane
microdomains
and
the
microvesicles
contain low
-
molecular
weight
RNA
.
We also observed
that membrane microdomains are involved in parasite attachment to Caco
-
2
cells.
Our
preliminary proteomic analysi
s
suggested
the
presence of cytoskeleton components, alpha
giardins, metabolic enzymes and
variant
-
specific surface protein
(
VSP
)
in the isolated MVs
from
G. intestinalis.
We demonstrate that
G. intestinalis
microvesicles
interact with host cells xiii
increasing their prolifer
ation and
augment
ing
the number of
trophozoites
adhered t
o these
cells
.
The present study is the first to suggest a potential role for
G. intestinalis
microvesicles
in host cell colonization. A better understanding of
the
role
of
the
released
microvesicles
by
the parasite
on the host
-
cell interaction
will provide insights into pathogenesis and possibly
new
tools
for diagnosis and therapy
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/12264 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Mojoli Le Quesne, Andrés Hernán |
| Contributors | Escobar, Patricia Cuervo, Calabrese, Katia da Silva, Vommaro, Rossiane Claudia, Waghabi, Mariana Caldas, Czeko, Yara Traub, Ramírez Araya, Marcel Iván |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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