Enzimas desubiquitinadoras ligadas ao proteassoma são essenciais para a viabilidade do Schistosoma mansoni

• Main Author: Patrocinio, Andressa Barban do
• Other Authors: Rodrigues, Vanderlei
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2018
• Subjects: 26S Proteasome; Deubiquitinating enzymes; Enzimas desubiquitinadoras; Oviposição; Oviposition; Proteassoma 26S; Reproductive system; Schistosoma mansoni; Sistema reprodutivo
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-15012019-094714/

O proteassoma 26S é uma estrutura em forma de barril com um núcleo catalítico 20S que é flanqueado por tampas 19S em ambos os lados. Nosso grupo tem demonstrado que o proteassoma 26S é crítico para o desenvolvimento e sobrevivência do Schistosoma mansoni, sendo que mais de 95% dos casais de vermes tratados com o inibidor de proteassoma MG132 apresentaram alteração na postura dos ovos e viabilidade. O tampão 19S é o complexo regulador e funciona no desdobramento e na desubiquitinação das proteínas, antes de sua entrada no complexo 20S, usando enzimas desubiquitinadoras (DUBS). Recentemente, foi demonstrado que a inibição das DUBS, UCHL5 e USP14, que estão reversivelmente ligadas à partícula 19S do complexo 26S, chamada b-AP15, resulta em autofagia, seguida de morte celular, pois leva uma variedade de células de mamíferos ao estresse oxidativo. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o efeito da droga sobre o desenvolvimento reprodutivo de S. mansoni e como possível alvo terapêutico, tendo como objetivos específicos determinar os seus efeitos: na inibição da oviposição in vitro de casais de parasitas Schistosoma mansoni através da contagem dos ovos e expressão do gene p14; avaliar se os órgãos reprodutores dos parasitas sofreram alguma modificação estrutural; se a substância utilizada leva a autofagia; se o tratamento dos casais de parasita com a droga leva a apoptose, ocasionada pela ativação de caspase-3. Este estudo é o primeiro a documentar o papel da droga b-AP15 como um agente esquistossomicida, pois desencadeia alterações ultraestruturais em casais de vermes de S. mansoni. Os seguintes métodos foram utilizados para analisar as alterações: Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Varredura (MEV) e Confocal; ensaio quantitativo colorimétrico baseado no brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difenil tetrazólio (MTT), atividade do proteassoma através do substrato Suc-Leu-Le-Al-Tyr-AMC específico para atividade de quimotripsina-like; western blotting; Reação de Polimerase em Cadeia em tempo real e TUNEL. Foram testadas várias concentrações do fármaco (0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2 até 50 µM), sendo que a partir de 1,6 µM de b-AP15 ocorreu a inibição da produção de ovos dos casais de parasitas tratados in vitro por 24 h, não havendo alteração da viabilidade, mas mostrou alterações a partir da dosagem de 3,2 µM. A partir de 1,6 µM ocorreram alterações celulares e tegumentares e vermes adultos tratados com 50 µM estavam mortos. O Western blotting mostrou acúmulo de proteínas poliubiquitinadas de alto peso molecular na presença de 1,6µM, havendo mudanças na atividade quimotripsina-like do proteassoma 20S. Os resultados mostraram que o b-AP15 altera a oviposição, a viabilidade e leva à morte de casais de parasitas, reforçando a hipótese de que o sistema ubiquitina/ proteassoma e que as enzimas deubiquitinadoras ligadas a partícula 19S são essenciais para a biologia de S. mansoni. === The 26S proteasome is a barrel structure with a catalytic core 20S that is flanked by 19S caps on both sides. Our group has been showed that 26S proteasomes are critical for Schistosoma mansoni development and survival, being that more than 95% of worms pairs treated with the proteasome inhibitor MG132 showed alteration on egg laying and viability. The 19S cap is the regulatory complex and functions in unfolding and deubiquitinating the proteins before their entry into the 20S complex using constitutive deubiquitinating enzymes (DUBS). Recently, it has been demonstrated that inhibition of the DUBS, UCHL5 and USP14, which are reversibly bound to the 19S particle of the 26S complex, called b-AP15 , results in cell death because it leads to autophagy, followed by cell death in a variety of mammalian cells. The general objective of this work was to evaluate the effect of the drug on the reproductive development of S. mansoni and as a possible therapeutic target. The specific objectives to determine its effects: in inhibiting the in vitro oviposition of couples of Schistosoma mansoni parasites by counting eggs and p14 gene expression; evaluate whether the reproductive organs of the parasites have undergone some structural modification; if the substance used leads to autophagy; if the treatment of the parasite couples with the drug leads to apoptosis, caused by the activation of caspase-3. This study is the first to document the role of the b-AP15 drug as a schistosomicidal agent, as it triggers ultrastructural changes in couples of S. mansoni worms. The following methods were used to analyze the changes: Transmission Electron Microscopy (MET), Scanning (SEM) and Confocal; Colorimetric assay based on 3- (4,5- dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT), proteasome activity through Suc-Leu-Le-Al-Tyr-AMC substrate specific for chymotrypsin-like activity; western blotting; Polymerase chain reaction in real time and TUNEL. Various concentrations of the drug (0.2, 0.4, 0.8, 1.6, 3.2 to 50 ?M) were tested. 1.6 ?M b-AP15 occurred the inhibition of egg production of couples of parasites treated in vitro for 24 h, with no change in viability, but showed changes from the dosage of 3.2 ?M. Cell and tegumentary changes occurred in 1.6 ?M and adult worms treated with 50 ?M were dead. Western blotting showed accumulation of high molecular weight polyubiquitinated proteins in the presence of 1.6?M, with changes in the chymotrypsin-like activity of the 20S proteasome. The results showed that b-AP15 alters the oviposition, viability and leads to the death of couples of parasites, reinforcing the hypothesis that the ubiquitin / proteasome system and the deubiquitinating enzymes bound to the 19S particle are essential for the biology of S. mansoni.