Análise da expressão de proteínas de ligação à heparina em tripomastigotas de Trypanosoma cruzi e seu papel como mediadoras da invasão na célula hospedeira

• Main Author: Tucci, Amanda Resende
• Other Authors: Meis, Juliana de
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Trypanosoma cruzi; Proteínas de Transporte; Proteoglicanas de Heparan Sulfato; Fatores de Virulência
• Online Access: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/13943

Made available in DSpace on 2016-04-20T12:49:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 amanda_tucci_ioc_mest_2015.pdf: 5122366 bytes, checksum: 8fea49a02fa58dc27c0339860fdb91fd (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 === Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil === A diversidade genética do Trypanosoma cruzi influencia diferentes parâmetros biológicos e tem sido apontada como fator importante para o desfecho clínico da doença de Chagas. A expressão diferencial de genes e proteínas entre as diferentes DTUs do T. cruzi parece determinar a virulência do parasito e sua capacidade de subverter a resposta imune e persistir no hospedeiro mamífero. Dentre o repertório de moléculas de superfície dos parasitos envolvido no reconhecimento celular, destacamos as proteínas de ligação à heparina (PLHs) que atuam no ciclo de vida de diferentes patógenos intracelulares, incluindo o T. cruzi. PLHs desempenham importante papel na citoaderência e entrada do T. cruzi através do reconhecimento de proteoglicanos de heparam sulfato (PGHS) na superfície de células de mamíferos. O mecanismo de invasão disparado pela interação PLHs-PGHS, assim como a presença de PLHs em T. cruzi de diferentes genótipos (TCI e TCII) ainda não foi elucidado. O presente estudo teve como objetivo avaliar a expressão de PLHs e glicoproteínas (GPs), gp35/50, gp82 e gp90, envolvidas na invasão de tripomastigotas derivados de cultivo celular (TCT), tripomastigotas sanguíneos (BT) e metacíclicos (MT) de T. cruzi da cepa Y (TcII) e isolado silvestre SMM36 (isolado de espécimes de Triatoma vitticeps da região de Santa Maria Madalena, RJ; Zimodema 3), bem como sua atuação nos eventos de internalização destes parasitos. A expressão e localização subcelular de PLHs e GPs em T. cruzi foi determinada pela incubação por 1h no gelo de tripomastigotas com 20\03BCg/mL de heparina ou heparam sulfato (HS) conjugados à biotina seguido de processamento para citometria de fluxo e microscopia de fluorescência As análises de citometria de fluxo revelaram que tripomastigotas (TCT, BT e MT) de diferentes genótipos (cepa Y e isolado SMM36) possuem uma expressão diferencial de PLHs e GPs em sua superfície. TCTs e BT (cepa Y) possuem elevada expressão de PLHs comparado aos MTs. Cerca de 90% da população de TCTs apresentam marcação positiva para PLHs enquanto apenas 10-25% dos MTs possuem esta proteína expressa na superfície. Em contraste, MTs apresentam níveis mais elevados de gp35/50, gp82 e gp90 comparados aos TCTs. A localização subcelular de PLHs em domínios de sinalização do T. cruzi é bastante peculiar. Em TCTs e BT (cepa Y), PLHs estão localizadas na membrana flagelar enquanto as GPs estão distribuídas ao longo do corpo do parasito (TCT e MT), exceto gp90 que é negativa nos TCTs. Ainda, a capacidade invasiva dos parasitos e o papel de proteoglicanos sulfatados foi analisada utilizando células de ovário de hamster chinês competentes (CHO-K1) e mutantes deficientes em glicosaminoglicanos (CHO-745) como modelo experimental de invasão. Os dados quantitativos da infecção revelaram que TCTs (cepa Y e isolado SMM36) são mais infectivos que MTs. TCTs alcançaram um perfil de infecção entre 52-85% após 2h de interação com CHO-K1, de acordo com a razão parasito-célula alvo, enquanto MTs atingiram o máximo de 6% de infecção neste tempo de interação Embora o percentual de infecção tenha sido similar entre TCTs dos diferentes genótipos, a análise do índice endocítico revelou maior eficiência do isolado SMM36 na invasão, apresentando valores cerca de 40% maior de parasitos interiorizados. Ainda, CHO-745 infectadas com TCT (Y e SMM36) apresentaram redução de aproximadamente 30% nos níveis de infecção quando comparadas a CHO-K1. Este fenômeno não foi observado em MTs mesmo após 24h de interação, cujo percentual de infecção alcançou 37% na maior relação parasito-célula alvo (60:1). Este conjunto de dados sugere que a interação PLHs-PGHS possa disparar vias de sinalização importantes para entrada de parasitos que expressam elevados níveis de PLHs em sua superfície. O mecanismo de invasão mediado pela interação PLHs-PGHS será alvo de futura investigação === The genetic diversity of Trypanosoma cruzi influences different biological parameters and has been identified as an important factor for the clinical outcome of Chagas’ disease. The differential gene and protein expression between different DTUs of T. cruzi seems to determine the virulence of the parasite and its capacity to subvert the immune response and persist in the mammalian host. Among the surface molecules repertoire of parasites involved in cell recognition, we highlight the heparin binding proteins (PLHs) acting in the life cycle of different intracellular pathogens, including T. cruzi. PLHs play an important role in cytoadherence and entrance of T. cruzi by recognizing heparan sulfate proteoglycan (PGHS) in the mammalian cell surface. The mechanism of invasion triggered by PLHs-PGHS interaction, as well as the presence of PLHs in different genotypes (TCI and TCII) of T. cruzi has not yet been elucidated. This study aimed to evaluate the expression of PLHs and glycoproteins (GPs), GP35/50, gp82 and gp90, involved in the invasion of cell culture derived trypomastigotes (TCT), bloodstream trypomastigotes (BT) and metacyclics (MT) of T. cruzi of Y strain (TCII) and the sylvatic isolate SMM36 (isolated from specimens of Triatoma vitticeps from Santa Maria Madalena region, RJ; Zymodeme 3), as well as their role in the events of internalization of these parasites. Expression and subcellular localization of PLHs and GPs in T. cruzi was determined by incubation for 1 h on ice of trypomastigotes with 20μg/mL of biotin-conjugated heparin or heparan sulfate (HS) followed by processing for flow cytometry and fluorescence microscopy. The flow cytometry analysis showed that trypomastigotes (TCT, BT and MT) of different genotypes (Y strain and SMM36 isolate) have differential expression of PLHs and GPs on their surface. TCTs and BT (Y strain) have high expression of PLHs compared to MTs. About 90% of TCT population has positive labeling to PLHs while only 10-25% of MTs have expressed this protein on the surface. In contrast, MTs have higher levels of GP35/50, gp82 and gp90 when compared to TCTs. The subcellular localization of PLHs in signaling domains of T. cruzi is quite peculiar. In TCTs and BT (Y strain), PLHs are located in the flagellar membrane while GPs are distributed throughout the parasite's body (TCT and MT), except that gp90 is negative in TCTs. Also, the invasive capacity of the parasites, and the role of sulfated proteoglycans were analyzed using wild-type chinese hamster ovary cells (CHO-K1), and its mutant cell line deficient in glycosaminoglycan (CHO-745) as experimental model of invasion. The quantitative data of infection revealed that TCTs (Y strain and SMM36 isolate) are more infective than MTs. TCTs reached a range of infection between 52-85% after 2h of interaction with CHO-K1, according to the parasite- host cell ratio, while MTs reached a maximum of 6% infection at this time of interaction. Although the percentage of infection was similar between TCTs of different genotypes, the analysis of the endocytic index showed higher efficiency of invasion in the SMM36 isolate, showing values about 40% more of internalized parasites. Also, CHO-745 infected with TCT (Y strain and SMM36 isolate) exhibit approximately 30% decrease in infection levels compared to CHO-K1. This phenomenon was not observed in MTs even after 24 hours of interaction, whose percentage of infection reached 37% at the highest parasite-target cell ratio (60: 1). These data suggest that PGHS-PLHs interaction may trigger signaling pathways important for entry of parasites that express high levels of PLHs on its surface. These invasion mechanisms mediated by PLHs PGHS-interaction will be the focus of future research. === 2016-10-29