Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/72579
Type: Tese
Title: Estudo do papel de trans-sialidases de Trypanosoma cruzi durante a interação parasito-hospedeiro
Authors: Marina Ferreira Batista
First Advisor: Diana Bahia
First Co-advisor: Santuza Maria Ribeiro Teixeira
First Referee: Karina Ramalho Bortoluci
Second Referee: Andriane Todeschini
Third Referee: Leonardo Freire de Lima
metadata.dc.contributor.referee4: Carlos Renato Machado
metadata.dc.contributor.referee5: Diana Bahia - Orientadora
Santuza Maria Ribeiro Teixeira - Coorientadora
Abstract: Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas (DC), possui em seu genoma várias famílias multigênicas como as mucinas, trans-sialidases e MASP. As trans-sialidases (TS) representam a maior dessas famílas, com mais de 1.400 cópias, das quais cerca de 16 sequências codificam TS com atividade enzimática (aTS), classificadas como TS-grupo I. T. cruzi não produz ácido siálico de novo, e as aTS são responsáveis por resgatar esse composto de glicoconjugados do hospedeiro, transferindo-o para as mucinas presentes na superfície do parasito, funcionando como mecanismo de mimetismo molecular e subvertendo seu reconhecimento pelo hospedeiro. Estudos de genética reversa nesse patógeno eram limitados, uma vez que T. cruzi não apresenta maquinaria de RNAi funcional. Com os avanços da tecnologia CRISPR/Cas9 foi possível gerar, pela primeira vez, parasitos nocautes para os membros da família mulitigênica de TS que codificam aTS (aTS-KØ) apresentando níveis indetectáveis de atividade TS. Utilizando-se os parasitos aTS-KØ, avaliamos o papel da expressão de aTS, e sua atividade catalítica, na relação parasito-hospeiro, durante a passagem de T. cruzi em seus dois hospedeiros: invertebrado (triatomíneos) e vertebrado (mamíferos). No presente estudo, demonstramos, pela primeira vez, que T. cruzi não requer atividade de TS para desenvolver-se e completar seu ciclo de vida em Rhodinius prolixus. Por outro lado, é uma etapa necessária para sua manutenção em mamíferos in vivo e in vitro; quando avaliamos o desenvolvimento intracelular de T. cruzi, apesar das etapas inicias (invasão e multiplicação) não serem afetadas, observamos que fases finais do ciclo celular (diferenciação e egresso) são dependentes de aTS, confirmando os dados observados anteriormente e mostrando que esse não é um fenômeno células-específico. A infecção in vitro de células epiteliais com aTS-KØ demonstrou níveis de transcritos (mRNA) significativamente inferiores das citocinas inflamatórias IL-1-β, IL-1-α, IL-6 e CXCL8 em relação ao controle tipo selvagem (WT). Esse efeito na indução diferencial de citocinas pode estar relacionado à ativação das proteínas quinases MEK/ERK1/2, uma vez que essa é mais intensamente sustentada na infecção por aTS-KØ, indicando um controle indireto de ERK1/2 na regulação de uma resposta imune anti-inflamatória pela célula hospedeira, mediante a infecção com parasitos aTS-KØ. Ainda, demonstramos, pela primeira vez, que a ativação de vias anti-apoptóticas como AKT em células epiteliais é independente de aTS durante a infecção por T. cruzi. Assim, em conjunto, os dados prévios e do presente estudo sugerem que os mutantes de aTS constituem uma cepa altamente atenuada, a qual, além de permitir estudo mais completos sobre as aTS como fatores de virulência, poderia ser utilizada como uma cepa vacinal.
Abstract: Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chaga’s Disease, presents multiple multigenic families such as mucins, trans-sialidases and MASP. Trans-sialidases (TS) represent the largest multigenic family in the T. cruzi genome with over 1400 gene copies, in which around 16 sequences encode enzymatically active TS (aTS), classified as group I-TS. T. cruzi is not able to produce sialic acid de novo. aTS are responsible for transferring sialic acid from host glycoconjugates to mucins present on the parasite surface, working as a mechanism of molecular mimicry and subverting its recognition by the host. T. cruzi does not have functional RNAi machinery which has limited reverse genetics studies on this pathogen. Using CRISPR/Cas9 technology, we generated for the first-time knockout parasites for members of the multigenic TS family that encodes aTS (aTS-KØ), which display undetectable levels of TS activity (Burle-Caldas et al, 2022). We evaluated the role of aTS expression, and its catalytic activity, in the host-parasite relationship during the passage of T. cruzi in two hosts: invertebrate (triatomines) and vertebrate (mammals) by using aTS-depleted parasites (aTS-KØ). Here, we noticed for the first time that T. cruzi does not require TS activity to complete its life cycle in Rhodinius prolixus. Conversely, aTS acitivity is a necessary step for its maintenance in mammals in vivo and in vitro. Although the initial stages of the intracellular development of T. cruzi are not affected (invasion and multiplication), we observed that final stages of the cell cycle are dependent of aTS (differentiation and egress). These findings endorsed that this is not a cell-specific phenomenon and also confirmed previous published data by our group. In vitro infection of epithelial cells with aTS-KØ has significantly lower inflammatory cytokines mRNA transcript levels such as IL-1-β, IL-1-α, IL-6 and CXCL8 compared to wild-type parasites. The differential cytokine induction may be related to a persistent MEK/ERK1/2 protein kinase activation axis during aTS-KØ infection, suggesting an indirect ERK1/2 regulatory role of the host cell anti-inflammatory response. Furthermore, we showed, that the activation of anti-apoptotic pathways by T. cruzi in epithelial cells is independent of aTS. Taken together, previous data and the data presented here suggest that aTS mutants represent a highly attenuated strain that could be used as a vaccine strategy, in addition to allowing complex studies of the role of aTS as virulence factors.
Subject: Genética
Trypanosoma cruzi
Rhodnius
Células Epiteliais
Resposta imune
Neuraminidase
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Genética
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/72579
Issue Date: 15-Feb-2024
metadata.dc.description.embargo: 15-Feb-2026
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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