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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Propriedades biológicas das proteínas Galectina-3 e rP21 na infecção por Trypanosoma cruzi in vitro e in vivo
Alternate title (s): Biological properties of Galectin-3 and rP21 proteins in Trypanosoma cruzi infection in vitro and in vivo
Author: Silva, Aline Alves da
First Advisor: Silva, Claudio Vieira da
First member of the Committee: Baqui, Munira Muhammad Abdel
Second member of the Committee: Onofre, Thiago Souza
Third member of the Committee: Royer, Sabrina
Fourth member of the Committee: Mota, Caroline Martins
Summary: Trypanosoma cruzi é um protozoário flagelado e agente etiológico da doença de Chagas. Estima-se a existência de 6 a 7 milhões de pessoas infectadas no mundo, sendo a cardiopatia chagásica a principal manifestação da doença. A Galectina-3 (Gal-3) é uma das proteínas do hospedeiro que tem a expressão aumentada durante a infecção. Esta proteína pertence à família lectina, apresenta afinidade a carboidratos contendo β-galactosídeos e está envolvida em vários eventos biológicos como adesão celular, regulação do ciclo celular, apoptose, sinalização intracelular e resposta imunológica. Já a P21 é uma proteína secretada por T. cruzi, está relacionada com a evasão do parasito da resposta imunológica do hospedeiro e garante a permanência de T. cruzi no ambiente intracelular. A partir disso, o objetivo do estudo foi avaliar as atividades biológicas da Gal-3 e P21 recombinante (rP21) durante a infecção por T. cruzi. Nesse sentido, células Wild-Type (WT), galectina-3 knockout (Gal-3 KO) e galectina-3 knockdown (Gal-3 KD) infectadas por T. cruzi foram utilizadas para análise de multiplicação intracelular, lise celular e número de parasitos extracelulares. Nossos dados demonstraram que a ausência ou expressão reduzida de Gal-3 resultou em altas taxas de replicação intracelular, maior lise celular e maior número de parasitos extracelulares. Posteriormente, camundongos WT e Gal-3 KO foram infectados por 90 dias e o tecido cardíaco retirado para coloração com Picrosirius Red e RT-PCR em tempo real. Comparando estes grupos, observamos maior fibrose nos animais Gal-3 KO infectados. Além disso, utilizando a metodologia de RT-PCR notamos a diminuição da expressão do receptor de quimiocina CXCR4 nestes animais. Observado esse cenário, testamos a relação da menor expressão de CXCR4 e as principais atividades biológicas do receptor que estão relacionadas ao controle da infecção. Para isso utilizamos a rP21, que se liga ao receptor CXCR4 e ativa a via de sinalização PI3K, e assim exerce diversas funções como indução de polimerização do citoesqueleto de actina, atividade pró-fagocítica e quimiotática. Macrófagos peritoneais WT e Gal-3 KO tratados ou não com rP21 foram usados para análise de polimerização de actina em citômetro de fluxo por meio de marcação com faloidina-TRITC, ensaio de quimiotaxia utilizando sistema de Transwell e ensaio de multiplicação parasitária. Vimos que a ausência da Gal-3 levou a redução da polimerização de actina e quimiotaxia, provavelmente pela expressão reduzida do receptor CXCR4 nestas células. Estudamos ainda, por meio de ELISA soros positivos para infecção por T. cruzi e vimos que estes podem apresentar anticorpos específicos contra a P21. Além disso, a rP21 é uma proteína promissora para desenvolvimento de alvos terapêuticos durante a fase aguda de intensa multiplicação parasitária, podendo ser estudada para esses fins, pois além de não apresentar citotoxicidade não promoveu formação de coágulo em plasma. Portanto, relatamos a importância da Gal-3 do hospedeiro e da P21 de T. cruzi para polimerização de actina, recrutamento de células e controle da multiplicação parasitária. Dessa forma, esses componentes beneficiam tanto o hospedeiro quanto o parasito, pois diminuem a multiplicação intensa, garantem a sobrevivência do hospedeiro e favorecem a perpetuação parasitária.
Abstract: Trypanosoma cruzi is a flagellate protozoan and etiological agent of Chagas' disease. It is estimated the existence of 6 to 7 million infected people in the world, being the Chagas' heart disease the main manifestation of the disease. Galectin-3 (Gal-3) is one of the proteins that has increased expression during infection. This protein belongs to the lectin family, has affinity for carbohydrates containing β-galactosides and is involved in several biological events such as cell adhesion, cell cycle regulation, apoptosis, intracellular signaling and immune response. P21 is a protein secreted by T. cruzi, is related to the parasite evasion of the host immune response and guarantees the permanence of T. cruzi in the intracellular environment. From this, the aim of this study was to evaluate the biological activities of Gal-3 and recombinant protein P21 (rP21) during T. cruzi infection. In this sense, Wild-type (WT), galectin-3 knockout (Gal-3 KO) and galectin-3 knockdown (Gal-3 KD) cells infected with T. cruzi were used for analysis of intracellular multiplication, cell lysis and number of extracellular parasites. The data presented here demonstrated that the absence or reduced expression of Gal-3 resulted in high intracellular replication rates, increased cell lysis and increased number of extracellular parasites. Subsequently, WT and Gal-3 KO mice were infected for 90 days and cardiac tissue was removed for staining with Picrosirius Red and RT-PCR in real time. Comparing these groups, we observed increased fibrosis in infected Gal-3 KO animals. In addition, using the RT-PCR methodology we noted the decrease in the expression of the CXCR4 chemokine receptor in these animals. Observed this scenario, we tested the relationship of the lower expression of CXCR4 and the main biological activities of the receptor related to infection control. For this, we used the rP21, which binds to the CXCR4 receptor and activates the PI3K signaling pathway, and thus exerts several functions such as induction of actin cytoskeleton polymerization, prophagocytic and chemotactic activity. WT and Gal-3 KO peritoneal macrophages treated or not with rP21 were used for actin polymerization analysis on flow cytometer by phalloidin-TRITC labeling, chemotaxis assay using Transwell system and parasite multiplication assay. We have seen that the absence of Gal-3 led to the reduction of actin polymerization and chemotaxis, probably due to the reduced expression of the CXCR4 receptor in these cells. We studied by ELISA the positive sera for infection by T. cruzi and we observed that these can present specific antibodies against P21. In addition, rP21 is a promising protein for the development of therapeutic targets during the acute phase of intense parasitic multiplication. It can be studied for these purposes, as it did not present cytotoxicity and did not promote the formation of a clot in plasma. Therefore, we report the importance of the host Gal-3 and the T. cruzi P21 for actin polymerization, cell recruitment and parasite multiplication control. Thus, these components benefit both the host and the parasite, since they decrease the intense multiplication, guarantee the survival of the host and favor the parasitic perpetuation.
Keywords: Trypanosoma cruzi
Galectin-3
Galectina-3
Recombinant protein P21
Proteína recombinante P21
Imunologia
Trypanosoma cruzi
Chagas, Doença de
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::PARASITOLOGIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia Aplicadas
Quote: SILVA, Aline Alves da. Propriedades biológicas das proteínas Galectina-3 e rP21 na infecção por Trypanosoma cruzi in vitro e in vivo. 2019. 103 f. Tese (Doutorado em Imunologia e Parasitologia Aplicadas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.1238
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.1238
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/25173
Date of defense: 24-Apr-2019
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