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Title: Trypanosoma cruzi e o sistema complemento : ativação da via das lectinas e papel da microvesículas derivadas das células do hospedeiro na resistência à lise
Advisor: Araya, Marcel Ivan Ramirez
Members of the board: Brandão, Adeilton Alves
Reason, Iara José de Messias
Lima, Ana Paula Cabral de Araujo
Jansen, Ana Maria
Santos, Eduardo Caio Torres dos
Authors: Cestari, Igor dos Santos
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Abstract: Trypanosoma cruzi, o agente etiológico da doença de Chagas, precisa evadir o sistema imune inato do hospedeiro vertebrado durante a infecção. O sistema complemento é o principal mecanismo de defesa do sistema imune inato. Ele é composto de várias proteínas, ativadas em cascata, que culmina com a formação do complexo de ataque a membrana e lise do patógeno. O sistema complemento pode ser ativado através da via clássica, das lectinas e alternativa. T. cruzi tripomastigota metacíclicos, o estágio infectivo liberado durante a picada do inseto vetor, precisa sobreviver ao ataque do sistema complemento e infectar as células hospedeiras para continuar o seu ciclo de vida e provocar a doença. O principal objetivo dessa tese foi investigar como os tripomastigotas metacíclicos de T. cruzi evadem o sistema complemento durante a infecção. Inicialmente, nós identificamos pela primeira vez que T. cruzi ativa a via das lectinas. As proteínas do soro MBL (Mannan binding lectin), L-ficolina e H-ficolina ligam a carboidratos na superfície dos tripomastigotas metacíclicos. Essas moléculas se associam a MASP2 (MBL-associated serine protease 2), que cliva os componentes C2 e C4 para formar a C3 convertase (C4b2a) e ativar a cascata do complemento. Nós também detectamos que várias cepas de T. cruzi no estágio tripomastigota metacíclico são sensíveis à lise mediada pelo complemento com soro humano não imune, enquanto outras cepas são resistentes. O sistema complemento foi capaz de limitar a invasão celular das cepas sensíveis, indicando que o complemento atua como uma barreira fisiológica durante a infecção por T. cruzi. Por outro lado, nós propomos dois novos mecanismos de evasão da lise mediada pelo complemento por T. cruzi tripomastigotas metacíclicos. Identificamos e caracterizamos um receptor de C2 do complemento expresso no estágio tripomastigota metacíclico : CRIT (Complement C2 receptor inhibitor trispanning) liga ao C2 e inibe a sua clivagem pela enzima MASP2, e consequentemente, inibe a formação da C3 convertase e a lise do parasita. Por outro lado, identificamos que tripomastigotas metacíclicos induzem monócitos e linfócitos a liberarem PMVs (Plasma membrane-derived vesicles). As PMVs estabilizam a C3 convertase (evitando a sua dissociação da superfície de T. cruzi) e inibem a sua atividade catalítica, portanto, elas contribuem para a inibição da lise pelo complemento. As PMVs também carream TGF-_ da célula de origem. As PMVs contendo TGF-_ ligam ao T. cruzi e induzem um aumento da invasão celular. T. cruzi também induz um aumento da liberação de PMVs em camundongo, assim como a parasitemia de T. cruzi em camundongos aumenta na presença das PMVs, indicando que as PMVs é um fator do hospedeiro induzido por T. cruzi que contribui para a evasão imune. Nós concluimos que a evasão do sistem complemento por T. cruzi é um mecanismo multifatorial que depende tanto de receptores da superfície do parasita quanto de fatores do hospedeiro modulados durante a infecção.
Abstract: Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas disease, has to evade the innate immune system during infection of vertebrate hosts. The complement system is the main arm of the innate immune system. It is composed of several proteins activated in a cascade that culminates with formation of the membrane attack complex and pathogen lysis. The complement system can be activated by the classical, lectin and alternative pathways. Insect-derived metacyclic trypomastigotes, T. cruzi infective stages to mammalian hosts, have to subvert the complement system and infect cells to continue their life cycle and cause disease. The main goal of this thesis was to understand how T. cruzi metacyclic trypomastigotes evade the complement system to succeed in infecting the host. First, we identify for the first time that T. cruzi metacyclic trypomastigotes activate the complement lectin pathway. The human serum proteins mannan-binding lectin (MBL), L-ficolins and Hficolins bind to N-linked carbohydrates on the surface of metacyclic trypomastigotes. These molecules associate with MBL-associated serine protease 2 (MASP2), which cleaves C2 and C4 to generate C3 convertase and activate the complement cascade. Furthermore, we found that metacyclic trypomastigotes of several T. cruzi strains are susceptible to complement lysis by human serum, while metacyclic trypomastigotes of other strains are resistant. The complement system limited eukaryotic cell invasion of the sensitive strains, indicating that the complement system acts as a physiological barrier during T. cruzi infection. In addition to demonstrating this role for the complement system, we present evidence for two novel mechanisms of complement evasion by metacyclic trypomastigotes. First, we identify and characterize a complement C2 receptor expressed in metacyclic trypomastigotes. CRIT (complement C2 receptor inhibitor trispanning) binds to C2 and inhibits its cleavage by MASP2, thereby inhibiting C3 convertase formation and parasite lysis. Furthermore, metacyclic trypomastigotes induce monocytes and lymphocytes to release plasma membrane-derived vesicles (PMVs). PMVs bind to the complement C3 convertase and inhibit its catalytic activity, thereby protecting the parasites from the complement lysis. We also detected that PMVs carry TGF- from the cell of origin. TGF- -bearing PMVs bind to T. cruzi and promote increased cell invasion. T. cruzi induces an increase in PMV release from mice, and T. cruzi parasitemia in mice is also high in the presence of PMVs, indicating that PMVs are a host factor induced by T. cruzi which contributes to immune evasion. We conclude that evasion of the complement system by T. cruzi is a multifaceted mechanism, encompassing modulation of both parasite surface receptors and host factors during infection.
keywords: Trypanosoma
Doença de Chagas
Sistema complemento
Microvesículas
Via das lectinas
CRIT
Issue Date: 2010
Publisher: Instituto Oswaldo Cruz
Citation: CESTARI, Igor dos Santos. Trypanosoma cruzi e o sistema complemento : ativação da via das lectinas e papel da microvesículas derivadas das células do hospedeiro na resistência à lise / Igor dos Santos Cestari. – Rio de Janeiro, 2010. iii, 177 f. : il. ; 30 cm. Tese (Doutorado em Biologia Celular e Molecular) Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, 2010.
Date of defense: 2010-03-23
Place of defense: Instituto Oswaldo Cruz
Department: Vice Direção de Ensino, Informação e Comunicação
Defense institution: Instituto Oswaldo Cruz
Program: Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Copyright: restricted access
Appears in Collections:IOC - PGBCM - Teses de Doutorado

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