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EVIDENCE OF AUTOPHAGY IN TRIPANOSOMA CRUZI CELLS BY QUANTUM DOTS
Alternative title
Evidência de autofagia em Trypanosoma Cruzi marcados com Quantum dots.Author
Affilliation
Universidade Federal Fluminense-UFF. Laboratório de Biologia de Insetos. GBG. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense-UFF. Laboratório de Biodiversidade de Parasitas e Vetores. GBG. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghin. Departamento de Eletrônica Quântica. Laboratório de Aplicações Biomédicas de Lasers. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Federal Fluminense-UFF. Laboratório de Biologia de Insetos. GBG. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Transmissores de Leishmanioses. Setor de Entomologia Médica e Forense. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense-UFF. Laboratório de Biologia de Insetos. GBG. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense-UFF. Laboratório de Biodiversidade de Parasitas e Vetores. GBG. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghin. Departamento de Eletrônica Quântica. Laboratório de Aplicações Biomédicas de Lasers. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Federal Fluminense-UFF. Laboratório de Biologia de Insetos. GBG. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Biologia Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Transmissores de Leishmanioses. Setor de Entomologia Médica e Forense. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense-UFF. Laboratório de Biologia de Insetos. GBG. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A toxicidade de nanopartículas como quantum dots (QDs) tem sido extensivamente estudada em células procariontes e
eucariontes. Neste contexto, utilizamos QDs cobertos com ácido mercaptoacético, sintetizado em um meio aquoso, a fim de
avaliar efeitos nanocitotóxicos como morte celular por autofagia, em Trypanosoma cruzi. Foram utilizados dois tipos de
marcadores de autofagia: 3-metiladenina (3-MA) um inibidor de fosfatidilinositol 3-kinase (PI3-K) e monodansilcadaverina
(MDC) um composto fluorescente lisossomotrópico usado na identificação de cadaverina, proteína presente em vacúolos
autofágicos. A quantificação de parasitas tratados com 3-MA e / ou incubados com 2 e 200 μM de QDs foi feita a partir da
curva de crescimento. Em seguida, os parasitas foram processados para micorscopia eletronica de transmissão (MET) e
marcados com MDC, sendo as vacúolos autofágicos MDC positivas qualitativamente analisadas. Os resultados obtidos da
curva de crescimento indicaram uma diminuição do número de parasitas incubados com 200 μM de QDs quando
comparados com parasitas incubados com 2 μM de QDs e o grupo controle. Em contrapartida, parasitas incubados com 200
μM de QDs e tratados com 10 e 15 mM de 3-MA, mostraram uma reversão dose-dependente (10% e 15%) da morte celular
por autofagia. Os parasitas marcados com MDC demonstraram a presença de muitos vacúolos autofágicos. Além disso,
encontramos alterações morfologicas ultraestruturais nos parasitas incubados com 2 μM e 200 μM QDs quando comparado
com o grupo controle. Nossos resultados demonstram que altas concentrações de QDs são tóxicos para T. cruzi, induzindo
morte celular por autofagia.
Abstract
Nanotoxicity by quantum dots (QDs) has been extensively studied in prokarionte and eukaryonte cells. In this context, we
are using QDs capped with mercaptoacetic acid synthetized in an aqueous medium in order to evaluate the nanocytotoxicity
effects as cell death by autophagy in Trypanosoma cruzi. To check this fact, we used two kinds of autophagy markers: 3
methyladenine autophagy (3-MA) a phosphatidylinositol 3- kinase (PI3k) inhibitor and monodansylcadaverine (MDC) a
lisossomotropic fluorescent compound useful for identifying cadaverine protein present in the autophagic vacuoles. The
quantification of control parasites, 3-MA treated parasites and/or incubated with two QDs concentrations (2 and 200 μM)
was made from the growth curves. Then, the same samples were processed for transmission electron microscopy (TEM) and
labeling of autophagic vacuoles by MDC was qualitatively analyzed. The results from the growth curve indicated a decrease
in parasite numbers incubated with 200μM QDs when compared to parasites incubated with 2μM QDs and the control
group. In contrast, parasites incubated with 200μM QDs and treated with 10 and 15mM of 3-MA showed a dose-dependent
reversion of cell death by 10% and 15% respectively. The parasite treated by MDC demonstrated many autophagic
vacuoles. Also, we found ultrastructural morphological changes in parasites incubated with 2μM and 200μM QDs when
compared to control group. Our results show that high QDs concentrations are toxic to T. cruzi, inducing cell death by
autophagy.
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