Mucina 4 transmembrana: expressão e sinalização em células intestinais infectadas com Giardia lamblia
Data
2023-05-19
Autores
Tsantarlis, Katherine 
Orientadores
Tonelli, Renata Rosito
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Infecções por enteropatógenos acometem milhares de indivíduos todos os anos em todas as partes do mundo. Um exemplo disso é a giardíase, doença causada pelo parasita Giardia lamblia que infecta humanos e outros vertebrados após a ingestão de cistos em água e alimentos contaminados. O ponto chave para o estabelecimento da doença é a adesão dos trofozoítos (forma replicativa do parasito) ao epitélio intestinal e esta só ocorre após a passagem dos trofozoítos pela camada de muco luminal que recobre o trato intestinal. O muco é formado majoritariamente por glicoproteínas da família multigênica das mucinas, cujos membros podem ser classificados em mucinas secretadas formadoras de gel e mucinas transmembrânicas. Enquanto as mucinas formadores de gel estão principalmente relacionadas à função de barreira física, as mucinas transmembrana desempenham dupla função como barreira e receptores de sinalização O presente estudo teve como objetivo avaliar e comparar a expressão de mucinas formadoras de gel (MUC2 e MUC5AC) e da mucina transmembrana (MUC4) em duas linhagens distintas de células epiteliais intestinais, Caco-2 (enterócitos) e HuTu-80 (células de duodeno), na infecção aguda com trofozoítos de G. lamblia. As vias de sinalização (des)ativadas nas células hospedeiras infectadas com os trofozoítos também foram investigadas. Adicionalmente, a capacidade de trofozoítos de degradar o muco intestinal foi investigada em ensaios de degradação de mucinas purificadas em solução. Os resultados obtidos mostram que a infecção aguda com trofozoítos de Giardia lamblia modula leva a mudanças consideráveis nos níveis de expressão das mucinas secretadas (MUC2 e MUC5AC) e da mucina transmembrana MUC4 a níveis transcricionais e traducionais. Além disso, os resultados sugerem que a infecção com trofozoítos pode controlar o balanço entre degradação e produção de mucinas formadoras de gel possivelmente pela ação de proteases e glicosidases secretadas pelo parasita. Finalmente, resultados utilizando um perfilador de fosfoproteína quinases humanas mostram que a infecção por trofozoítos promove a fosforilação de vias de sinalização potencialmente envolvidas na regulação da produção de mucinas no trato intestinal.
Infections with enteropathogens affect thousands of individuals worldwide every year. An example of such infections is giardiasis, caused by the protozoan parasite Giardia lamblia, which infects humans and other vertebrates after ingestion of water and food contaminated with cysts. A key point during the establishment of giardiasis is the attachment of trophozoites (replicative stage) to the intestinal epithelium. This requires the passage of the trophozoites through the luminal mucus layer that covers the intestinal tract. Glycoproteins from the mucin multigene family are the main component of the mucus layer, whose members can be classified as secreted gel-forming and transmembrane mucins. The present study aimed to evaluate and compare the expression of gel-forming mucins (MUC2 and MUC5AC) and transmembrane mucin (MUC4) in two distinct lineages of intestinal epithelial cells, Caco-2 (enterocytes) and HuTu-80 (duodenal cell line), in acute infection with G. lamblia trophozoites. Signaling pathways (de)activated in host cells infected with trophozoites were also investigated. Additionally, the ability of trophozoites to degrade intestinal mucus was investigated in solution-purified mucin degradation assays. The results show that acute infection with Giardia lamblia trophozoites leads to considerable changes in the expression levels of secreted mucins (MUC2 and MUC5AC) and transmembrane mucin MUC4 at transcriptional and translational levels. In addition, the results obtained suggest that infection with trophozoites can control the balance between degradation and production of gel-forming mucins, possibly due to the action of proteases and glycosidases secreted by the parasite. Finally, results using a human phosphoprotein kinase profiler show that trophozoite infection promotes phosphorylation of signaling pathways potentially involved in the regulation of mucin production in the intestinal tract.
Infections with enteropathogens affect thousands of individuals worldwide every year. An example of such infections is giardiasis, caused by the protozoan parasite Giardia lamblia, which infects humans and other vertebrates after ingestion of water and food contaminated with cysts. A key point during the establishment of giardiasis is the attachment of trophozoites (replicative stage) to the intestinal epithelium. This requires the passage of the trophozoites through the luminal mucus layer that covers the intestinal tract. Glycoproteins from the mucin multigene family are the main component of the mucus layer, whose members can be classified as secreted gel-forming and transmembrane mucins. The present study aimed to evaluate and compare the expression of gel-forming mucins (MUC2 and MUC5AC) and transmembrane mucin (MUC4) in two distinct lineages of intestinal epithelial cells, Caco-2 (enterocytes) and HuTu-80 (duodenal cell line), in acute infection with G. lamblia trophozoites. Signaling pathways (de)activated in host cells infected with trophozoites were also investigated. Additionally, the ability of trophozoites to degrade intestinal mucus was investigated in solution-purified mucin degradation assays. The results show that acute infection with Giardia lamblia trophozoites leads to considerable changes in the expression levels of secreted mucins (MUC2 and MUC5AC) and transmembrane mucin MUC4 at transcriptional and translational levels. In addition, the results obtained suggest that infection with trophozoites can control the balance between degradation and production of gel-forming mucins, possibly due to the action of proteases and glycosidases secreted by the parasite. Finally, results using a human phosphoprotein kinase profiler show that trophozoite infection promotes phosphorylation of signaling pathways potentially involved in the regulation of mucin production in the intestinal tract.