The in vivo and in vitro roles of Trypanosoma cruzi Rad51 in the repair of DNA double strand breaks and oxidative lesions

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Artigo de periódico

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O papel in vivo e in vitro da proteína Rad51 do Trypanosoma cruzi no reparo de quebras de fita dupla de DNA e lesões oxidativas

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Em Trypanosoma cruzi , o agente etiológico da doença de Chagas, a Rad51 (TcRad51) é uma enzima central para a recombinação homóloga. Neste estudo, descrevemos os diferentes papéis da TcRad51 no reparo do DNA. Epimastigotas de T. cruzi superexpressando TcRAD51 apresentaram abundantes focos marcados com TcRad51 antes do tratamento com radiação gama e uma recuperação de crescimento mais rápida quando comparadas a epimastigotas com deleção do gene RAD51. A superexpressão de RAD51 também promoveu maior resistência ao tratamento com peróxido de hidrogênio, enquanto as epimastigotas com deleção do gene RAD51 exibiram maior sensibilidade a esse agente oxidante, o que indica um papel desse gene no reparo de lesões oxidativas do DNA. Em contraste, a TcRad51 não esteve envolvida no reparo de lesões de ligação cruzada promovidas por luz UV e tratamento com cisplatina. Além disso, epimastigotas com deleção simples do gene RAD51 apresentaram taxa de crescimento semelhante à observada em células selvagens após tratamento com hidroxiureia, porém com maior sensibilidade ao metil metano sulfonato. Além de seu papel em epimastigotas, a TcRad51 também se mostra importante durante a infecção em mamíferos, como demonstrado pelo aumento na detecção de células de *T . cruzi* superexpressando RAD51 e pela diminuição na detecção de células com deleção simples do gene RAD51, tanto em fibroblastos quanto em macrófagos infectados com amastigotas. Ademais, parasitas superexpressando RAD51 que infectam camundongos também apresentaram maior infectividade e maior resistência ao benznidazol. Assim, demonstramos que a TcRad51 está envolvida no reparo de quebras de fita dupla de DNA e lesões oxidativas em dois estágios de desenvolvimento distintos de *T . cruzi* , possivelmente desempenhando um papel importante na infectividade desse parasita.

Abstract

In Trypanosoma cruzi, the etiologic agent of Chagas disease, Rad51 (TcRad51) is a central enzyme for homologous recombination. Here we describe the different roles of TcRad51 in DNA repair. Epimastigotes of T. cruzi overexpressing TcRAD51 presented abundant TcRad51-labeled foci before gamma irradiation treatment, and a faster growth recovery when compared to single-knockout epimastigotes for RAD51. Overexpression of RAD51 also promoted increased resistance against hydrogen peroxide treatment, while the single-knockout epimastigotes for RAD51 exhibited increased sensitivity to this oxidant agent, which indicates a role for this gene in the repair of DNA oxidative lesions. In contrast, TcRad51 was not involved in the repair of crosslink lesions promoted by UV light and cisplatin treatment. Also, RAD51 single-knockout epimastigotes showed a similar growth rate to that exhibited by wild-type ones after treatment with hydroxyurea, but an increased sensitivity to methyl methane sulfonate. Besides its role in epimastigotes, TcRad51 is also important during mammalian infection, as shown by increased detection of T. cruzi cells overexpressing RAD51, and decreased detection of single-knockout cells for RAD51, in both fibroblasts and macrophages infected with amastigotes. Besides that, RAD51-overexpressing parasites infecting mice also presented increased infectivity and higher resistance against benznidazole. We thus show that TcRad51 is involved in the repair of DNA double strands breaks and oxidative lesions in two different T. cruzi developmental stages, possibly playing an important role in the infectivity of this parasite.

Assunto

Trypanosoma cruzi, Doença de Chagas, Rad51 Recombinase

Palavras-chave

Parasitic diseases, Trypanosoma cruzi, DNA repair, Gamma radiation, Fibroblasts, Macrophages, Epimastigotes, DNA replication

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Endereço externo

https://journals.plos.org/plosntds/article?id=10.1371/journal.pntd.0006875

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