Advisor | Escobar, Patricia Cuervo | |
Author | Souza, Nathalia Pinho de | |
Access date | 2017-11-09T18:19:07Z | |
Available date | 2017-11-09T18:19:07Z | |
Document date | 2016 | |
Citation | SOUZA, Nathalia Pinho de. Análise comparativa do proteoma e fosfoproteoma de cepas de Leishmania (Viannia) braziliensis com resistência/susceptibilidade natural ao óxido nítrico. 2016. 158 f. Tese (Douturado em Biologia Celular e Molecular)-Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, RJ, 2016. | pt_BR |
URI | https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/23121 | |
Abstract in Portuguese | Espécie autóctone do Novo Mundo, Leishmania (Viannia) braziliensis é um dos principais agentes etiológicos da Leishmaniose Tegumentar Americana (LTA) no continente Americano e no Brasil. A LTA causada por esta espécie pode resultar em diferentes manifestações clínicas que envolvem desde lesões cutâneas autolimitantes até formas disseminadas e mucosas desfigurantes. A forma clínica é definida pelo parasito infectante e pela resposta imune do hospedeiro. A produção de citocinas, espécies reativas de oxigênio (ROS) e nitrogênio (RNS), especialmente óxido nítrico (NO), normalmente acarretam a destruição do microorganismo fagocitado, porém alguns isolados apresentam resistência natural a estas espécies reativas, principalmente ao NO. As cepas de L. (V.) braziliensis estudadas nesta tese foram anteriormente caracterizadas como sendo naturalmente resistentes ou susceptíveis ao NO. A cepa resistente, também foi responsável pela forma clínica mucocutânea e causou lesões cutâneas maiores do que a cepa sensível. Além disso, a cepa resistente ao NO apresentou também refratariedade ao tratamento com antimonial, ao passo que a cepa susceptível foi responsiva. Entretanto, as moléculas e vias metabólicas do parasito que governam esta resistência/susceptibilidade ainda são desconhecidas. Assim, o objetivo desta tese foi avaliar quais fatores contribuem para o perfil de resistência/susceptibilidade natural ao NO nas cepas de L. braziliensis, mediante uma análise quantitativa comparativa de genes envolvidos na metabolização do ROS e RNS e do proteoma e fosfoproteoma destas cepas. Os resultados mostram que as cepas apresentam diferenças significativas de resistência frente ao NO in vitro, mas não frente a ROS Genes das vias das poliaminas, via das pteridinas e enzimas antioxidantes foram diferencialmente expressos ao longo da curva de crescimento das cepas, assim como alteraram sua expressão quando os parasitos foram expostos ao tratamento com NO. A triparedoxina peroxidase, uma importante enzima do metabolismo redox do parasito, apresentou uma expressão duas vezes maior na cepa resistente, ao nível de transcritos; porém, análise dos níveis desta proteína em ambas as cepas, usando Western blotting, não corroborou essa diferença. Análise por espectrometria de massas das cepas tratadas ou não com NO nos permitiu obter o maior proteoma e fosfoproteoma descrito para uma espécie de Leishmania até o momento, com aproximadamente 6.500 proteínas identificadas e cerca de 2.000 fosfoproteínas e 4.655 fosfosítios identificados para L. braziliensis. Análise estatística das diferenças quantitativas entre a cepa resistente e a cepa susceptível, tratadas ou não com NO revelou que estas apresentam diferenças significativas (i) em seu proteoma; (ii) seu conteúdo de proteína total por célula; (iii) na abundância de proteínas envolvidas em replicação, transcrição, tradução, homeostase mitocondrial e sinalização via cinases e fosfatases; (iv) na abundância de transportadores de membrana associados à resistência ao antimonial; (v) de proteínas implicadas diretamente na resistência ao óxido nítrico e (vi) na abundancia de fosfoproteínas. Estes resultados sugerem que a cepa naturalmente resistente ao óxido nítrico apresenta uma proliferação celular diferenciada, uma rápida e eficiente resposta ao estresse com NO em termos de síntese de proteínas e sinalização, e uma mitocôndria mais resistente ao estresse nitrosativo que, em conjunto, contribuem ao seu fenótipo de resistência natural frente à resposta imune do hospedeiro mediada pelo NO. | pt_BR |
Language | por | pt_BR |
Rights | restricted access | pt_BR |
Subject in Portuguese | Leishmaniose | pt_BR |
Subject in Portuguese | Proteômica | pt_BR |
Subject in Portuguese | Óxido nítrico | pt_BR |
Subject in Portuguese | Resistência à Doença | pt_BR |
Title | Análise comparativa do proteoma e fosfoproteoma de cepas de Leishmania (Viannia) braziliensis com resistência/susceptibilidade natural ao óxido nítrico | pt_BR |
Type | Thesis | pt_BR |
Defense date | 2016 | |
Departament | Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular | pt_BR |
Defense Institution | Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz | pt_BR |
Place of Defense | Rio de Janeiro/RJ | pt_BR |
Program | Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular | pt_BR |
Abstract | Leishmania (Viannia) braziliensis is associated with various clinical outcomes of American Tegumentary Leishmaniasis (ATL) including self-healing localized cutaneous lesions, multiple disseminated lesions and metastasis to oropharyngeal mucosa. The production of cytokines, reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO) by host macrophages normally leads to the destruction of phagocytosed parasites. The inducible nitric oxide synthase (iNOS) catalyzes the synthesis of NO from arginine, but the enzyme arginase competes with iNOS for the substrate, resulting in the production of polyamines and failing to control the intracellular replication of Leishmania. The L. (V.) braziliensis strains used in this study were previously characterized as being naturally resistant or susceptible to NO. The resistant strain was also related to higher number of lesions than the susceptible strain, as well as to resistance to pentavalent antimony. However, the molecules and/or metabolic pathways of the parasite that contribute to such resistance are unknown. The aim of this work is to identify molecules associated with NO resistance that ultimately may be related to the different clinical manifestations caused by these polar strains. In this context, we developed a comparative quantitative analysis of genes involved in metabolizing ROS and NO and a quantitative proteomics and phosphoproteomics analysis of these strains
The results show that these strains exhibit significant differences of NO-resistance in vitro, but not against ROS. Genes of the polyamines and the pteridines pathways and genes coding antioxidant enzymes were differentially expressed along the growth curve of the strains, as well as exhibited altered expression when parasites were exposed to treatment with NO. Tryparedoxin peroxidase, an important enzyme of parasite\2019s redox metabolism showed higher expression in the resistant strain at the transcripts level, but analysis of the protein levels in both strains, using Western blotting, did not confirm this difference. Mass spectrometry analysis of L. braziliensis strains treated or not with NO enabled us to obtain, firstly, the biggest proteome and phosphoproteome described for a Leishmania species until now, with a total of ~ 6500 identified proteins and ~ 2000 phosphoproteins, with 4655 phosphosites, identified. Statistical analysis of quantitative differences between the resistant strain and susceptible strain, treated or not with NO revealed that they have significant differences (i) in their proteome; (ii) in their total protein content per cell; (iii) in the abundance of proteins involved in replication, transcription, translation, mitochondrial homeostasis and signaling pathways with kinases and phosphatases; (iv) in the abundance of membrane transporters associated with resistance to antimony; (v) in proteins directly involved in resistance to nitric oxide and (vi) in the abundance of phosphoproteins
Together, our results suggest that natural resistance to NO involves a differential cell proliferation, rapid and efficient stress response to NO in terms of protein synthesis and signaling, and a mitochondrion resilient to nitrosative stress that contribute to the phenotype of natural resistance against the host immune response mediated by NO. | pt_BR |
Affilliation | Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. | pt_BR |
Member of the board | Valente, Richard Hemmi | |
Member of the board | Amaral, Elmo Eduardo de Almeida | |
Member of the board | Andrade, Hélida Monteiro de | |
Member of the board | Cruz, Alda Maria da | |
Member of the board | Nogueira, Fábio César Souza | |
DeCS | Resistência à Doença | pt_BR |
DeCS | Leishmaniose | pt_BR |
DeCS | Óxido nítrico | pt_BR |
DeCS | Proteômica | pt_BR |
Embargo date | 2500-12-31 | |