Estudo da internalização de macromoléculas em eritrócitos infectados pelo Plasmodium falciparum
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Data
2019-08-29
Autores
Maluf, Sarah El Chamy [UNIFESP]
Orientadores
Carmona, Adriana Karaoglanovic [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The intraerythrocytic development of the malaria parasite Plasmodium falciparum is dependent on the uptake of essential nutrients from the host cell cytoplasm and blood plasma. It is widely recognized that it imports low molecular mass nutrients, such as polyols, amino acids, lipids, nucleosides, organic anions and cations from the plasma. However, although some studies show that P. falciparum is capable of importing macromolecules from the host, the route for internalization continues to be subject of debate between different groups, mainly due to the necessity of these macromolecules to pass through three membranes, namely the erythrocyte, parasitophorous vacuole and the parasite membrane itself. To better understand this process, this study provides new evidence to help elucidate the mechanism used by the parasite to internalize macromolecules with a focus on protein uptake. Using different experimentais approaches, we demonstrated that P. falciparum imports human plasminogen and the exogenous protein crotamine, at different stages of its intraeritrocitic development. In the infected erythrocyte, plasminogen is located in the parasite's cytosol, and is also present in the Maurer’s Cleft and tubular structures in the erythrocyte cytosol, which are described as being associated with the export of proteins. In addition, some interactions may be involved with the internalization of plasminogen, such as with Rabs proteins, kinesin, myosin, PfMC-2TM, Pf113 and heat shock proteins. There was a significant decrease in the uptake of plasminogen by the parasites after cytochalasin D treatment, suggesting a participation of the actin-myosin motor system in protein trafficking. Crotamine was selectively internalized by infected erythrocytes, and presented a colocalization with the parasite nucleus and part of the protein remains associated with the erythrocyte plasma membrane. The uptake was 2-deoxy-D-glucose sensitive, indicating that it is a mechanism dependent on energy via glycolysis. The results obtained here offer new elements involved in macromolecular uptake pathways in infected erythrocytes, which may constitute a potential target for the development of new drugs, in addition to identifying the permeability characteristics of the infected cell.
O desenvolvimento intraeritrocítico do parasita da malária Plasmodium falciparum, é dependente da captação de uma série de nutrientes essenciais do citoplasma da célula hospedeira e do plasma sanguíneo. É amplamente reconhecido que o mesmo importa nutrientes de baixa massa molecular, tais como polióis, aminoácidos, lipídios, nucleosídeos, ânions orgânicos e cátions do plasma. No entanto, apesar de alguns estudos mostrarem que o P. falciparum é capaz de importar macromoléculas do hospedeiro, a rota para internalização continua sendo objeto de debate entre diferentes grupos, devido principalmente à necessidade destas macromoléculas passarem por três membranas, sendo elas a do eritrócito, vacúolo parasitóforo, e a do próprio parasita. Para melhor compreensão desse processo, este estudo fornece novas evidências que auxiliam na elucidação do mecanismo utilizado pelo parasita na internalização de macromoléculas, com um enfoque na captação de proteínas. Utilizando diferentes abordagens experimentais, demonstramos que o P. falciparum importa plasminogênio humano e a proteína exógena crotamina, em diferentes fases do seu desenvolvimento intraeritrócitico. No eritrócito infectado, o plasminogênio localiza-se no citosol do parasita, e também está presente nos Maurer’s Cleft e estruturas tubulares no citosol do eritrócito, as quais são descritas como associadas com a exportação de proteínas. Além disso, algumas interações podem estar envolvidas com a internalização do plasminogênio, tais como, com proteínas Rabs, cinesina, miosina, PfMC-2TM, Pf113 e heat shock proteins. Houve uma redução na captação do plasminogênio pelo parasita após o tratamento dos eritrócitos infectados com citocalasina D, o que sugere a participação do sistema motor actina-misiona no tráfego da proteína. Crotamina foi seletivamente internalizada por eritrócitos infectados, e apresentou uma colocalização com o núcleo do parasita e parte da proteína permaceu associada a membrana plasmática do eritrócito. Sua captação mostrou-se sensível ao tratamento com 2- deoxi-D-glicose, indicando ser um mecanismo dependente de energia via glicólise. Os resultados obtidos aqui oferecem novos elementos envolvidos nas vias de captação de macromoléculas em eritrócitos infectados, que podem constituir um potencial alvo para o desenvolvimento novos fármacos, além de identificar as características da permeabilidade da célula infectada.
O desenvolvimento intraeritrocítico do parasita da malária Plasmodium falciparum, é dependente da captação de uma série de nutrientes essenciais do citoplasma da célula hospedeira e do plasma sanguíneo. É amplamente reconhecido que o mesmo importa nutrientes de baixa massa molecular, tais como polióis, aminoácidos, lipídios, nucleosídeos, ânions orgânicos e cátions do plasma. No entanto, apesar de alguns estudos mostrarem que o P. falciparum é capaz de importar macromoléculas do hospedeiro, a rota para internalização continua sendo objeto de debate entre diferentes grupos, devido principalmente à necessidade destas macromoléculas passarem por três membranas, sendo elas a do eritrócito, vacúolo parasitóforo, e a do próprio parasita. Para melhor compreensão desse processo, este estudo fornece novas evidências que auxiliam na elucidação do mecanismo utilizado pelo parasita na internalização de macromoléculas, com um enfoque na captação de proteínas. Utilizando diferentes abordagens experimentais, demonstramos que o P. falciparum importa plasminogênio humano e a proteína exógena crotamina, em diferentes fases do seu desenvolvimento intraeritrócitico. No eritrócito infectado, o plasminogênio localiza-se no citosol do parasita, e também está presente nos Maurer’s Cleft e estruturas tubulares no citosol do eritrócito, as quais são descritas como associadas com a exportação de proteínas. Além disso, algumas interações podem estar envolvidas com a internalização do plasminogênio, tais como, com proteínas Rabs, cinesina, miosina, PfMC-2TM, Pf113 e heat shock proteins. Houve uma redução na captação do plasminogênio pelo parasita após o tratamento dos eritrócitos infectados com citocalasina D, o que sugere a participação do sistema motor actina-misiona no tráfego da proteína. Crotamina foi seletivamente internalizada por eritrócitos infectados, e apresentou uma colocalização com o núcleo do parasita e parte da proteína permaceu associada a membrana plasmática do eritrócito. Sua captação mostrou-se sensível ao tratamento com 2- deoxi-D-glicose, indicando ser um mecanismo dependente de energia via glicólise. Os resultados obtidos aqui oferecem novos elementos envolvidos nas vias de captação de macromoléculas em eritrócitos infectados, que podem constituir um potencial alvo para o desenvolvimento novos fármacos, além de identificar as características da permeabilidade da célula infectada.
Descrição
Citação
MALUF, Sarah El Chamy. Estudo da internalização de macromoléculas em eritrócitos infectados pelo plasmodium.2019. 131f. Tese (Doutorado em Biologia Molecular) – Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo. São Paulo, 2019.