Biogênese do vacúolo de Leishmania: papel da subunidade ATP6V0d2 na homeostase de colesterol
Data
2019-06-27
Autores
Pessoa, Carina Carraro 
Orientadores
Mortara, Renato Arruda
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Vacuolar H+-ATPases (v-ATPases) are membrane-associated ATP-dependent multimeric enzymes responsible for pumping protons from the cytosol into the lumen of intracellular organelles, thus controlling the acidification of lysosomes, endosomes and other intracellular vesicles. It exhibit two functional domains, the V1 (cytosolic, composed of 8 subunits) and V0 (membranous, composed of 6 subunits). In addition to organelle acidification, v-ATPases are alternatively implicated in membrane fusion and anti-inflammatory functions controlled by a variant subunit, d2, of the V0 domain (ATP6V0d2). Leishmania spp. are parasites that cause cutaneous or visceral leishmaniasis in humans and other animals and are a major health problem in poor and developing countries. They are dimorphic parasites found extracellularly in the midgut of insect vectors as flagellated and elongated promastigotes and intracellularly in mammalian host macrophages as rounded amastigotes. Species such as Leishmania (Leishmania) amazonensis, L. mexicana and L. pifanoi are known to multiply in large and fusogenic vacuoles parasitoforos (VP), inducing the positive regulation of ATP6V0d2. In comparison to other Leishmania species, they also exhibit, at least in vitro, remarkable resistance to mechanisms of parasite elimination mediated by interferon-gamma (IFN-γ) and lipopolysaccharide (LPS) within macrophages or by direct treatment with species reactive oxygen species (ROS). However, a causal relationship between the development of large VPs and parasite resistance in inflammatory macrophages remains unclear, especially in vivo. Therefore, we evaluated the role of ATP6V0d2 in the biogenesis of pathogen-containing vacuoles using macrophages silenced to ATP6V0d2 infected with the protozoan parasite L. amazonensis. ATP6V0d2 knock-down decreased the cholesterol levels of the macrophages and inhibited the increase of the VP without interfering in the multiplication of the parasite. However, the parasites required ATP6V0d2 to resist the influx of oxidized low-density lipoprotein cholesterol (ox-LDL), which restored the increase of VP in silenced macrophages by replacing the cholesterol of the macrophages. Thus, we disclose the subversion of parasite-mediated V-ATPase function of the host cell relative to cholesterol retention, which is required to establish an inflammatory resistant intracellular parasite niche.
As ATPases Vacuolares H + (v-ATPases) são enzimas multiméricas dependentes de ATP associadas à membrana, responsáveis por bombear prótons do citosol para o lúmen das organelas intracelulares, controlando assim a acidificação dos lisossomos, endossomos e outras vesículas intracelulares. Elas exibem dois domínios funcionais, o V1 (citosólico, composto por 8 subunidades) e V0 (membranar, composto por 6 subunidades). Além da acidificação de organelas, as v-ATPases são alternativamente implicadas na fusão de membrana e nas funções anti-inflamatórias controladas por uma subunidade variante, d2, do domínio V0 (ATP6V0d2). Leishmania spp. são parasitas que causam leishmaniose tegumentar ou visceral em humanos e outros animais e constituem um grande problema de saúde em países pobres e em desenvolvimento. São parasitas dimórficos encontrados extracelularmente no intestino médio dos insetos vetores como promastigotas flagelados e alongados e intracelularmente em macrófagos de hospedeiros mamíferos como amastigotas arredondadas. Espécies como Leishmania (Leishmania) amazonensis, L. mexicana e L. pifanoi são conhecidas por se multiplicarem em vacúolos parasitóforos (VP) grandes e fusogênicos, induzindo a regulação positiva de ATP6V0d2. Em comparação com outras espécies de Leishmania, elas também exibem, pelo menos in vitro, uma notável resistência a mecanismos de eliminação de parasitas mediados por interferon-gama (IFN-γ) e lipopolissacarídeo (LPS) dentro de macrófagos ou por tratamento direto com espécies reativas de oxigênio (ROS). Entretanto, uma relação causal entre o desenvolvimento de grandes VPs e a resistência do parasita em macrófagos inflamatórios permanece obscura, especialmente in vivo. Portanto, avaliamos o papel do ATP6V0d2 na biogênese de vacúolos contendo patógenos utilizando macrófagos silenciados para ATP6V0d2 infectados com o protozoário parasita L. amazonensis. O silenciamento de ATP6V0d2 diminuiu os níveis de colesterol dos macrófagos e inibiu o aumento do VP sem interferir na multiplicação do parasita. No entanto, os parasitas necessitaram de ATP6V0d2 para resistir ao influxo de colesterol derivado de lipoproteína de baixa densidade oxidada (ox-LDL), que restaurou o aumento do VP em macrófagos silenciados, repondo o colesterol dos macrófagos. Assim, revelamos a subversão da função da V-ATPase da célula hospedeira mediada por parasitas em relação à retenção de colesterol, que é necessária para estabelecer um nicho de parasita intracelular resistente à inflamação.
As ATPases Vacuolares H + (v-ATPases) são enzimas multiméricas dependentes de ATP associadas à membrana, responsáveis por bombear prótons do citosol para o lúmen das organelas intracelulares, controlando assim a acidificação dos lisossomos, endossomos e outras vesículas intracelulares. Elas exibem dois domínios funcionais, o V1 (citosólico, composto por 8 subunidades) e V0 (membranar, composto por 6 subunidades). Além da acidificação de organelas, as v-ATPases são alternativamente implicadas na fusão de membrana e nas funções anti-inflamatórias controladas por uma subunidade variante, d2, do domínio V0 (ATP6V0d2). Leishmania spp. são parasitas que causam leishmaniose tegumentar ou visceral em humanos e outros animais e constituem um grande problema de saúde em países pobres e em desenvolvimento. São parasitas dimórficos encontrados extracelularmente no intestino médio dos insetos vetores como promastigotas flagelados e alongados e intracelularmente em macrófagos de hospedeiros mamíferos como amastigotas arredondadas. Espécies como Leishmania (Leishmania) amazonensis, L. mexicana e L. pifanoi são conhecidas por se multiplicarem em vacúolos parasitóforos (VP) grandes e fusogênicos, induzindo a regulação positiva de ATP6V0d2. Em comparação com outras espécies de Leishmania, elas também exibem, pelo menos in vitro, uma notável resistência a mecanismos de eliminação de parasitas mediados por interferon-gama (IFN-γ) e lipopolissacarídeo (LPS) dentro de macrófagos ou por tratamento direto com espécies reativas de oxigênio (ROS). Entretanto, uma relação causal entre o desenvolvimento de grandes VPs e a resistência do parasita em macrófagos inflamatórios permanece obscura, especialmente in vivo. Portanto, avaliamos o papel do ATP6V0d2 na biogênese de vacúolos contendo patógenos utilizando macrófagos silenciados para ATP6V0d2 infectados com o protozoário parasita L. amazonensis. O silenciamento de ATP6V0d2 diminuiu os níveis de colesterol dos macrófagos e inibiu o aumento do VP sem interferir na multiplicação do parasita. No entanto, os parasitas necessitaram de ATP6V0d2 para resistir ao influxo de colesterol derivado de lipoproteína de baixa densidade oxidada (ox-LDL), que restaurou o aumento do VP em macrófagos silenciados, repondo o colesterol dos macrófagos. Assim, revelamos a subversão da função da V-ATPase da célula hospedeira mediada por parasitas em relação à retenção de colesterol, que é necessária para estabelecer um nicho de parasita intracelular resistente à inflamação.
Descrição
Citação
PESSOA, Carina Carraro. Biogênese do vacúolo de Leishmania: papel da subunidade ATP6V0d2 na homeostase de colesterol. 2019. 100f. Tese (Doutorado em Microbiologia e Imunologia) – Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo. São Paulo, 2019.