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2025-06-15
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EXPRESSÃO DIFERENCIAL DE METALO PROTEASES E CISTEINA PROTEASES DE LEISHMANIA (LEISHMANIA) INFANTUM NA INFECÇÃO NATURAL DE CÃES
Veloso, Laura Barral | Date Issued:
2020
Author
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Esta tese trata das proteases de Leishmania (Leishmania) infantum durante a infecção por esse parasito em cães. O estudo foi realizado com amostras biológicas de cães recolhidos pelo Centro de Controle de Zoonoses de Montes Claros (Minas Gerais/Brasil) após levantamento soroepidemiológico e de acordo com os regulamentos e diretrizes do programa de controle da leishmaniose. Na primeira fase deste estudo, uma coorte de cães (n = 33) foi classificada em assintomática (39,39%), oligossintomática (42,42%) e polissintomática (18,18%). Ensaios de imunoabsorção enzimática (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay-ELISA) e de reação em cadeia da polimerase com gene espaçador transcrito interno (internal transcribed spacer 1- ITS1) foram realizadas em amostras dos três grupos de cães. Ambos os testes mostraram diferenças na confirmação da positividade: 87,88% por ELISA e 63,63% por ITS-1 PCR. A comparação dos testes mostrou: (i) positividade em ambos os testes (n = 57,57%), cães positivos para ELISA e cães negativos para ITS1-PCR (30,30%), cães positivos para ITS1-PCR e cães negativos no ELISA (6,06%) e negatividade em ambos os testes (6,06%). A positividade nos dois métodos (n = 19) mostrou sinais de caquexia (21,21%), lesões cutâneas (18,18%) e conjuntivite (12,12%) com maior prevalência. O sequenciamento de amplicons confirmou que todas as infecções foram causadas por L. (L.) infantum. Na segunda fase do estudo, passamos a investigar a expressão de protease na pele de alguns cães positivos para L. (L.) infantum (n = 20). A carga parasitária desses animais foi estimada a partir do kDNA-qPCR e variou de 0,10 ± 0,01 a 146,9 ± 2,65 ng/25 ng de DNA total. A análise de protease por reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa (RT-PCR) também foi avaliada, sugerindo mais transcritos de protease em amostras de cDNA de cães polissintomáticos do que em cães oligossintomáticos e assintomáticos. Os ensaios de metalo protease RT-PCR produziram produtos com alta largura de banda em todas as amostras de cDNA de cães avaliadas. Por outro lado, os transcritos da cisteína protease mostraram-se mais presentes e com maior intensidade de banda nas amostras de cDNA de cães polissintomáticos em comparação com amostras de cDNA de cães assintomáticos e oligossintomáticos. Esses achados são discutidos com base em ensaios preditivos in silico que sugeriram o potencial das estruturas secundárias dos mRNAs das metalo proteases serem mais estáveis do que as das proteases de cisteína, na temperatura da pele de cães. Na última etapa deste estudo, foi oportuno investigar a reatividade de soros de cães da mesma área endêmica contra uma proteína recombinante da região COOH terminal de 14 kDa da cisteína protease B (rcyspep). Foram avaliados soros de cães (n = 114), da área endêmica (n=80) sendo: cães suspeitos (n = 30) e positivos (n = 50) e de área não endêmica (n = 34). Os resultados indicaram que os soros dos grupos suspeito (42%) e positivo (68%) responderam de maneira diferente aos títulos de antígeno testados acima do ponto de corte (0,166). Coletivamente, os resultados deste trabalho reúnem evidências de que as metalo proteases e as cisteína proteases de L. (L.) infantum são expressas na leishmaniose visceral canina e podem atuar como fatores de virulência desse parasito.
Abstract
This thesis addresses the proteases of Leishmania (Leishmania) infantum during dog infection by this parasite. The study was conducted with biological samples of dogs recruited by the Montes Claros Zoonotic Disease Control Center (Minas Gerais / Brazil) after a seroepidemiological survey and according to the regulations and guidelines of the leishmaniasis control program. In the first phase of this study, a cohort of dogs (n = 33) was classified as asymptomatic (39.39%), oligosymptomatic (42.42%) and polysymptomatic (18.18%). Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) and an internal transcribed spacer- 1 polymerase chain reaction (ITS-1 PCR) were performed on samples from the three dog groups. Both tests showed differences in confirming positivity: 87.88% by ELISA and 63.63% by ITS- 1 PCR. Test comparison showed: (i) positivity in both tests (n = 57.57%), ELISA positive dogs and ITS1-PCR negative dogs (30.30%), ITS1-PCR positive dogs and negative dogs in the ELISA (6.06%) and negativity in both tests (6.06%). Positivity in both methods (n = 19) showed signs of cachexia (21.21%), skin lesions (18.18%) and conjunctivitis (12.12%) with higher prevalence. Amplicon sequencing confirmed that all infections were caused by L. (L.) infantum. In the second phase of the study, we proceeded to investigate protease expression in the skin of some dogs positive for L. (L.) infantum (n = 20). The parasitic load of these animals was estimated from kDNA-qPCR and ranged from 0.10 ± 0.01 to 146.9 ± 2.65 ng of total DNA/parasites. Protease analysis by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) was also evaluated, suggesting more protease transcripts in cDNA samples from polysymptomatic dogs than in oligosymptomatic and asymptomatic dogs. RT-PCR metallo protease assays produced high bandwidth products in all cDNA dog samples evaluated. On the other hand, cysteine protease transcripts showed more present and higher band intensity in cDNA samples from polysymptomatic dogs compared to cDNA samples from asymptomatic and oligosymptomatic dogs. These findings are discussed based on predictive in silico assays that suggested the potential of the secondary structures of metallo protease mRNAs to be more stable than those of cysteine proteases, in the temperature of dogs' skin. In the last stage of this study, it was opportune to investigate the reactivity of dog sera from the same endemic area against a recombinant protein of the 14 kDa cysteine protease B COOH- terminal region (rcyspep). Total sera from dogs (n = 114), from endemic area were evaluated: suspicious (n = 30) and positive (n = 50) dogs, and non-endemic dogs (n = 34). Results indicated that sera from the suspect (42%) and positive (68%) groups responded differently to the antigen titers tested above the cutoff (0.166). Collectively, the results of this work gather evidence that metallo proteases and cysteine proteases from L. (L.) infantum are expressed in canine visceral leishmaniasis and may act as virulence factors of this parasite.
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