Papel dos (glico)esfingolipídeos e proteofosfoglicanos de Leishmania (Leishmania) amazonensis na infecção de macrófagos. Caracterização de novos antígenos e isolamento de microdomínios de membranas resistentes a detergente não-iônico

Papel dos (glico)esfingolipídeos e proteofosfoglicanos de Leishmania (Leishmania) amazonensis na infecção de macrófagos. Caracterização de novos antígenos e isolamento de microdomínios de membranas resistentes a detergente não-iônico

Título alternativo Role of (glyco)sphingolipids and proteophosphoglycans of Leishmania (Leishmania) amazonensis on macrophage infection. Characterization of novel antigens and isolation of non-ionic detergent-resistant membrane microdomains
Autor Tanaka, Améria Kaori Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Straus, Anita Hilda Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Resumo Leishmaniasis is an important public health problem in Brazil. Since Leishmania is an obligatory intracellular parasite in the host, studies of parasite antigens responsible for interaction with the host cell during the infection are important to understand the mechanism of parasite invasion and survival. Following this rationale, in this work it was purified and characterized proteophosphoglycans secreted by promastigote (pPPG) and amastigote (aPPG) forms in culture supernatant and into parasitophorus vacuole of infected macrophages, respectively. The PPGs were purified by combination of chromatography (DEAE-Sephadex, Octyl-Sepharose and Bio-Gel A-0.5) and ultracentrifugation. By Western blotting and solid phase radioimmunoassay using different monoclonal antibodies (mAbs), it was observed that pPPG presents high molecular weight, contains phosphoglycan chains and it is recognized by anti-glycosphingolipids (GSLs) mAbs ST-3, ST-5 and by anti-lipophosphoglycan (LPG) mAb VST-1. Immunohistological analysis of hamster footpad lesions infected with L. (L.) amazonensis using different mAbs showed a strong labeling on amastigote forms and inside/around macrophage parasitophorus vacuole. After delipidation of lesion sections with a mixture of isopropanol/hexane/water (condition in which GSLs are removed) it was observed that the mAbs reactivity localized inside the vacuole remained in infected tissue, thus indicating the possible localization of aPPGs secreted by L. (L.) amazonensis recognized by the mAbs. The aPPG showed similar electrophoretic migration of pPPG, and it was recognized by mAbs anti-GSLs ST-3, ST-4 and ST-5, but not by mAb VST-1. The analysis of monosaccharide compositon of PPGs, determined by gas chromatography - mass spectrometry, showed that pPPG is constituted of mannose:galactose:glucose at molar proportion of 1:1.2:1.7. On the other hand, aPPGs showed in their strucuture mannose:galactose:glucose at proportion of 1:2:9. In parallel assays, nitric oxide (NO) and tumor necrose factor (TNF-α) production by BALB/c macrophages exposed to different L. (L.) amazonensis antigen stimuli were also analyzed. The pPPG, LPG and GSLs by themselves were not able to induce nitric oxide production by macrophages. On the hand, aPPG per se was able to induce nitric oxide production. The LPG and pPPGs were able to synergize with INF-γ the production of NO. Furthermore, GSLs were not able to stimulate NO production in presence of INF-γ. None of the antigens did induce the pro-inflammatory cytokines TNF-α secretion. The glycolipid profile of axenic and lesion amastigotes of L. (L.) amazonensis was analyzed by HPTLC. The results showed a significative difference in glycolipid chromatographic profile among the parasites, and axenic amastigote glycolipids were not recognized by anti-GSL mAbs. The membrane organization of glyco(sphingo)lipids and glycoinositolphospholipids (GIPLs) of L. (L.) amazonensis amastigote and promastigote forms were studied after Triton X-100 extraction at 4ºC. In amastigote forms it was observed that GSLs, sterol and sphingomyelin are present in the Triton X-100 resistant membrane domains. In promastigote parasites it was observed that inositol phosphorylceramide, GIPLs, sterol and a small amount of phosphatidylethanolamine are localized in the low-density membranes insoluble in non-ionic detergent at 4ºC. In another set of experiments, it was analyzed the effect of Aureobasidin A (AbA) in L. (L.) amazonensis promastigote and amastigote forms. AbA inhibited completely promastigotes growth, however, it should be noted that this effect was reversible. Infectivity assays in BALB/c mice using promastigote forms treated with AbA showed a delay in lesion development. On the other hand, the effect of AbA in L. (L.) amazonensis amastigotes showed that this drug is toxic to amastigote forms. AbA effect was also analyzed during the infection of macrophages by amastigote forms of L. (L.) amazonensis. After adition of AbA in the culture, it was observed a significative reduction of phagocytic index. The present study shows that Leishmania glycoconjugates may be crucial in parasite-host cell interaction, playing important role in the parasite survival and in the disease progress.

As leishmanioses constituem um importante problema de saúde pública no Brasil, em razão da incidência da doença associada à alta taxa de morbidade. Devido ao fato da Leishmania ser um parasita intracelular no hospedeiro vertebrado, estudos de moléculas do parasita, que atuam na interação do parasita com a célula do hospedeiro vertebrado, são de alta importância para uma melhor compreensão dos mecanismos de invasão e sobrevivência do parasita. Seguindo este racional, nesta tese foram identificados, purificados e caracterizados os proteofosfoglicanos secretados por formas promastigotas (pPPG) e amastigotas (aPPG) de L. (L.) amazonensis, respectivamente de meios de cultura e de macrófagos infectados com esses parasitas. A purificação dos PPGs foi realizada por combinações de cromatografias em DEAE-Sephadex, Octyl-Sepharose e Bio-Gel A- 0.5 e ultracentrifugações. Por "Western blotting" e radioimunoensaio em fase sólida utilizando diferentes anticorpos monoclonais (mAbs), observou-se que o pPPG apresenta alto peso molecular, contem cadeias fosfoglicanas e é reconhecido por mAbs anti-glicoesfingolipídeos (GSLs) ST-3 e ST-5, e mAb anti-lipofosfoglicano (LPG) VST-1. Em estudos imunohistoquímicos de cortes de lesão de hamsters infectados com L. (L.) amazonensis, observou-se a presença de material reativo com os mAbs ST-3, ST-4 e ST-5 na superfície do parasita e em torno do vacúolo parasitóforo. Após delipidação de cortes da lesão (processo em que são extraídos os glicolipídeos), a reatividade com os mAbs limitou-se a algumas regiões do vacúolo, sugerindo a possível localização dos aPPGs na célula infectada. O aPPG apresentou padrão de migração eletroforética similar ao pPPG, e foi reconhecido pelos mAbs ST-3, ST-4 e ST-5, mas não pelo mAb VST-1. A análise da composição monossacarídica dos PPGs de L. (L.) amazonensis por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa mostrou que o pPPG é composto por manose:galactose:glucose, na proporção molar de 1:1,2:1,7. Por outro lado, o aPPG apresenta em sua estrutura manose:galactose:glucose na proporção de 1:2:9. Em experimentos paralelos foram avaliados os níveis de produção de óxido nítrico e do fator de necrose tumoral por macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c expostos a diferentes estímulos com antígenos parasitários de L. (L.) amazonensis. Observamos que LPG, pPPG e GSLs per se não estimularam os macrófagos na produção de NO. Por outro lado o aPPG per se mostrou-se capaz de estimular a produção de NO. LPGs e pPPGs foram capazes de estimular a produção de óxido nítrico quando incubados na presença de interferon gama. Por outro lado, GSLs e interferon gama não foram capazes de estimular a produção de NO em macrófagos. Nenhum dos antígenos de Leishmania utilizados estimulou a produção de fator de necrose tumoral. O perfil glicolipídico de amastigotas axênicos de L. (L.) amazonensis em comparação com o de amastigota isolado de lesão foi analisado por HPTLC, tendo sido verificadas diferenças significativas no padrão cromatográfico dos glicolipídeos. Os glicolipídeos de formas axênicas não são reconhecidos por mAbs anti-GSLs. A organização dos glico(esfingo)lipídeos e glicoinositolfosfolipídeos (GIPLs) de formas amastigotas e promastigotas de L. (L.) amazonensis foi analisada. Para isso, membranas resistentes ao detergente não-iônico Triton X-100 foram isoladas a 4ºC. Em formas amastigotas foi verificado que os GSLs, esfingomielina e esteróis estão predominantemente localizados em frações de membranas resistentes ao tratamento com Triton X-100. Em formas promastigotas foi verificado que inositol fosforilceramida, GIPLs e esteróis estão localizados preferencialmente nas membranas de baixa densidade insolúveis em detergente nãoiônico a 4ºC. Em um outro conjunto de experimentos foi analisado o efeito de inibidor de síntese de esfingolipídeo, Aureobadisina A (AbA), em formas promastigotas e amastigotas de L. (L.) amazonensis. Em formas promastigotas foi observado que a AbA inibe o crescimento dos parasitas, entretanto esse efeito é reversível. Em ensaios de infectividade in vivo observou-se que camundongos BALB/c infectados com parasitas tratados com AbA apresentavam um desenvolvimento tardio das lesões em relação aos infectados com parasitas sem tratamento. Por outro lado, em culturas axênicas de amastigotas isoladas de lesão foi observado que a AbA é tóxica aos parasitas. Após a adição da AbA em cultura de macrófagos infectados com formas amastigotas, verificou-se uma diminuição significativa da infecção de macrófagos. Todos estes resultados sugerem que os glicoconjugados de L. (L.) amazonensis analisados nesta tese podem atuar na interação entre o parasita e o hospedeiro, exercendo papéis importantes na sobrevivência e progressão da leishmaniose.
Palavra-chave Glicoesfingolipídeos
Proteofosfoglicano
Leishmania
Aureobasidina
Membranas resistentes ao detergente
Macrófagos
Glycosphingolipids
Leishmania
resistant membranes to detergent
Macrophages
Idioma Português
Financiador Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Data de publicação 2006-12-31
Publicado em TANAKA, Améria Kaori. Papel dos (glico)esfingolipídeos e proteofosfoglicanos de Leishmania (Leishmania) amazonensis na infecção de macrófagos. Caracterização de novos antígenos e isolamento de microdomínios de membranas resistentes a detergente não-iônico. 2006. 176 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, 2006.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 176 p.
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Tese de doutorado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/9902

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