Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9C2GXZ
Tipo: Tese de Doutorado
Título: Importância do colesterol para a mecânica celular e para a entrada do Trypanosoma cruzi na célula hospedeira
Autor(es): Barbara Hissa de Carvalho Vieira Couto
Primeiro Orientador: Luciana de Oliveira Andrade
Primeiro Coorientador: Ubirajara Agero Batista
Primeiro membro da banca : Antonio Martins Figueiredo Neto
Segundo membro da banca: Rossana Correa Netto de Melo
Terceiro membro da banca: Vivaldo Moura Neto
Quarto membro da banca: Christopher Kushmerick
Quinto membro da banca: Ubirajara Agero Batista
Resumo: No presente trabalho, investigamos a importância do colesterol na modulação das propriedades mecânicas celulares e como isto interfere na entrada do parasito flagelado, Trypanosoma cruzi, em sua célula hospedeira. Para isto, realizamos estudos de dinâmica celulares, utilizando experimentos de pinça óptica (OT) e de microscopia dedesfocalização (DM), bem como ensaios de exocitose lisossomal e invasão celular pelo T. cruzi em fibroblastos imortalizados de camundongos (WTCl3) e culturas primárias de cardiomiócitos murinos.Verificamos, através da extração de amarras celulares em células WTCL3, pela técnica de OT que tanto a rigidez de flexão quanto a tensão superficial eram maiores quanto menor a quantidade de colesterol remanescente nos fibroblastos. Já nos experimentos de DM, verificamos que o tratamento com a ciclodextrina capturadora de colesterol diminuiu a amplitude de oscilação da superfície celular, mostrando um enrijecimento celular. Já o tempo de relaxação da mesma aumentou, nos primeiros estágios do tratamento, retornando para valores semelhantes aos valores controle. Essa mudança na dinâmica de celular mediada pelo sequestro de colesterol foi gerada tanto pela reorganização do citoesqueleto cortical de actina quanto pela sua polimerização de novo, com formação de fibras de estresse viaativação de Rho. Demonstramos, em cardiomiócitos e em fibroblastos, que o tratamento com MCD, mas não com uma ciclodextrina não-depletora de colesterol, promove a exocitose de lisossomos nestas células e que este processo, em cardiomiócitos, era independente do cálcio intra e extracelular. Em células epiteliais imortalizadas, NRK, verificamos que a exocitose lisossomal induzida pela diminuição do colesterol ocorria mesmo na ausência da proteína sensora de cálcio presente nesta organela, a sinaptotagmina- VII, mostrando que este evento realmente era não dependente deste íon. A exocitose mediada pela diminuição do colesterol de membrana levou à secreção principalmente de lisossomos localizados próximos ao córtex celular, diferente do pool recrutado mediante o tratamento com drogasdespolimerizadoras do citoesqueleto, como a latrunculina-A. Estes dados sugerem a existência de dois pools distintos de lisossomos com diferentes dinâmicas de exocitose. Sabemos que o T. cruzi necessita tanto de um citoesqueleto cortical relativamente maleável quanto delisossomos localizados na região próxima ao córtex celular para que consiga infectar a sua célula hospedeira de forma irreversível. Embora haja estudos que apontem para a importância do colesterol de membrana na infectividade do T. cruzi na célula hospedeira, a qual diminui consideravelmente após tratamento com ciclodextrinas, em nenhum deles foi determinado o mecanismo pelo qual estes microdomínios de membrana contribuem para a invasão e estabelecimento da infecção pelo T. cruzi. Neste trabalho, utilizando cardiomiócitos, células importantes durante a colonização do hospedeiro por este parasito, mostramos que a depleção de colesterol diminui tanto a entrada dos tripomastigotas quanto a associação desses a lisossomos e sugerimos que essa redução da infectividade do parasito está diretamente relacionada à uma diminuição de uma população de lisossomos corticais e a um aumento da rigidez celular dos cardiomiócitos.
Abstract: In the present work we have investigated the importance of cholesterol in controlling mechanical properties of cells and how this modulates Trypanosoma cruzi entry in host cells. For this we performed studies of cell membrane dynamics using tether extraction with optical tweezers (OT) and defocusing microscopy (DM), as well as lysosomal exocytosis and T. cruzi invasion assays in a mouse fibroblast cell line (WTCL3) and primary cultures of neonatal murine cardiomyocytes. We observed, by OT, that both bending rigidity and surface tension increased when WTCL3 was treated with MCD, a drug that sequesters cholesterol from cell membranes. Additionally, by DM, we demonstrated that membrane-cytoskeleton relaxation time increased in the beginning of MCD treatment and decreased in the end, assuming values similar to control. With this technique we have also proved that the amplitude of oscillation diminished during cholesterol depletion, showing that these cells become stiffer. Together, these changes in membrane dynamics involved not only the actin cytoskeleton rearrangement, but also its polymerization de novo and stress fiber formation through Rho activation.Additionally, for cardiomyocytes and fibroblasts, we have proved that treatment with MCD, but not with a similar cyclodextrin with less affinity for cholesterol, triggered lysosome secretion and that this phenomenon was independent of extracellular and intracellular calcium, at least for cardiomyocytes. By using NRK cells we have also shown that lysosome exocytosis, in the absence of cholesterol, continued to happen even in the absence of synaptotagmin-VII, the calcium sensor protein present in these organelles. Exocytosis triggered by cholesterol removal led to the secretion of lysosomes located near the cell cortex, different from the pool recruited by actin depolymerizing drugs, such as latrunculin-A. These data suggest the existence of at least two different pools with different exocytosis dynamics. It is well known that T. cruzi needs both a relatively malleable actin cytoskeleton and a reservoir of cortical lysosomes in order to invade cells successfully. Although there are evidences that plasma membrane cholesterol is important for T. cruzi invasion, since it diminishes severely after cyclodextrin treatment, in none of them wasestablished a mechanism by which cholesterol interferes with T. cruzi entry. In this work we showed that for cardiomyocytes, an important cell during host infection, cholesterol depletion not only diminishes T. cruzi invasion, but also its association with lysosomal markers at the initial steps of host cell entry. The membrane dynamics change (increasing cortical energy barrier) and lysosomal exocytic events (depleting the cortical lysosome reservoir), triggered by cholesletrol sequestration, are most likely the mechanisms y which cholesterol depletion interferes withparasite host cell invasion.
Assunto: Tripanossoma cruzi
Morfologia
Colesterol
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9C2GXZ
Data do documento: 23-Mai-2013
Aparece nas coleções:Teses de Doutorado

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
tese_barbara_hissa_2013.pdf7.86 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.