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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/66315
COMPREHENSIVE CHARACTERIZATION OF EXTRACELLULAR VESICLES PRODUCED BY ENVIRONMENTAL (NEFF) AND CLINICAL (T4) STRAINS OF ACANTHAMOEBA CASTELLANII
Author
Medeiros, Elisa Gonçalves
Valente, Michele Ramos
Honorato, Leandro
Ferreira, Marina da Silva
Mendoza, Susana Ruiz
Gonçalves, Diego de Souza
Alcântara, Lucas Martins
Gomes, Kamilla Xavier
Pinto, Marcia Ribeiro
Nakayasu, Ernesto S.
Clair, Geremy
Rocha, Isadora Filipaki Munhoz
Reis, Flavia C. G.
Rodrigues, Marcio L.
Alves, Lysangela R.
Nimrichter, Leonardo
Casadevall, Arturo
Guimarães, Allan Jefferson
Valente, Michele Ramos
Honorato, Leandro
Ferreira, Marina da Silva
Mendoza, Susana Ruiz
Gonçalves, Diego de Souza
Alcântara, Lucas Martins
Gomes, Kamilla Xavier
Pinto, Marcia Ribeiro
Nakayasu, Ernesto S.
Clair, Geremy
Rocha, Isadora Filipaki Munhoz
Reis, Flavia C. G.
Rodrigues, Marcio L.
Alves, Lysangela R.
Nimrichter, Leonardo
Casadevall, Arturo
Guimarães, Allan Jefferson
Affilliation
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Departamento de Microbiologia Geral. Laboratório de Glicobiologia de Eucariotos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes. Programa de Pós-Graduação em Imunologia e Inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes. Programa de Pós-Graduação em Imunologia e Inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Faculdade de Medicina. Programa de Pós-Graduação em Doenças Infecciosas e Parasitárias. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Departamento de Microbiologia Geral. Laboratório de Glicobiologia de Eucariotos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil.
Pacific Northwest National Laboratory. Biological Science Division. Richland, Washington, USA.
Pacific Northwest National Laboratory. Biological Science Division. Richland, Washington, USA.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Departamento de Microbiologia Geral. Laboratório de Glicobiologia de Eucariotos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes. Programa de Pós-Graduação em Imunologia e Inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rede Micologia RJ–Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. Department of Molecular Microbiology and Immunology. Baltimore, Maryland, USA.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil. / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes. Programa de Pós-Graduação em Imunologia e Inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rede Micologia RJ–Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Departamento de Microbiologia Geral. Laboratório de Glicobiologia de Eucariotos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes. Programa de Pós-Graduação em Imunologia e Inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes. Programa de Pós-Graduação em Imunologia e Inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Faculdade de Medicina. Programa de Pós-Graduação em Doenças Infecciosas e Parasitárias. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Departamento de Microbiologia Geral. Laboratório de Glicobiologia de Eucariotos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil.
Pacific Northwest National Laboratory. Biological Science Division. Richland, Washington, USA.
Pacific Northwest National Laboratory. Biological Science Division. Richland, Washington, USA.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Departamento de Microbiologia Geral. Laboratório de Glicobiologia de Eucariotos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes. Programa de Pós-Graduação em Imunologia e Inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rede Micologia RJ–Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. Department of Molecular Microbiology and Immunology. Baltimore, Maryland, USA.
Universidade Federal Fluminense. Departamento de Microbiologia e Parasitologia. Laboratório de Bioquímica e Imunologia das Micoses. Niterói, RJ, Brasil. / Universidade Federal Fluminense. Instituto Biomédico. Programa de Pós-Graduação em Microbiologia e Parasitologia Aplicadas. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Microbiologia Paulo de Góes. Programa de Pós-Graduação em Imunologia e Inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Rede Micologia RJ–Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
We conducted a comprehensive comparative analysis of extracellular vesicles (EVs) from two Acanthamoeba castellanii strains, Neff (environmental) and T4 (clinical). Morphological analysis via transmission electron microscopy revealed slightly larger Neff EVs (average = 194.5 nm) compared to more polydisperse T4 EVs (average = 168.4 nm). Nanoparticle tracking analysis (NTA) and dynamic light scattering valida ted these differences. Proteomic analysis of the EVs identified 1,352 proteins, with 1,107 common, 161 exclusive in Neff, and 84 exclusively in T4 EVs. Gene ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) mapping revealed distinct molecular functions and biological processes and notably, the T4 EVs enrichment in serine proteases, aligned with its pathogenicity. Lipidomic analysis revealed a prevalence of unsaturated lipid species in Neff EVs, particularly triacylglycerols, phosphatidyletha nolamines (PEs), and phosphatidylserine, while T4 EVs were enriched in diacylglycer ols and diacylglyceryl trimethylhomoserine, phosphatidylcholine and less unsaturated PEs, suggesting differences in lipid metabolism and membrane permeability. Metabolo mic analysis indicated Neff EVs enrichment in glycerolipid metabolism, glycolysis, and nucleotide synthesis, while T4 EVs, methionine metabolism. Furthermore, RNA-seq of EVs revealed differential transcript between the strains, with Neff EVs enriched in transcripts related to gluconeogenesis and translation, suggesting gene regulation and metabolic shift, while in the T4 EVs transcripts were associated with signal transduction and protein kinase activity, indicating rapid responses to environmental changes. In this novel study, data integration highlighted the differences in enzyme profiles, metabolic processes, and potential origins of EVs in the two strains shedding light on the diversity and complexity of A. castellanii EVs and having implications for understanding host-pathogen interactions and developing targeted interventions for Acanthamoeba-related diseases.
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