Mecanismos de resistência às espécies reativas em tripanosomatídeos: contribuição do metabolismo energético e oxidativo

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Bombaça, Ana Cristina Souza
• Orientador(a): Menna-Barreto, Rubem Figueiredo Sadok, Cuervo Escobar, Patricia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Link de acesso: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/53401

As doenças tropicais negligenciadas ameaçam a vida de mais de um bilhão de pessoas em todo o mundo, estando, aproximadamente, meio bilhão sob risco de infecção por parasitos da família Trypanosomatidae. A colonização de ambientes diferentes em seus hospedeiros faz com que os tripanosomatídeos sejam constantemente submetidos a situações de estresse, dentre as quais a presença de espécies reativas de oxigênio (ROS) e nitrogênio (RNS); exigindo o remodelamento metabólico para garantir a sobrevivência do parasito em ambientes “hostis”. Algumas cepas de Leishmania (Viannia) braziliensis são capazes de burlar esses mecanismos microbicidas, exibindo um perfil de resistência natural ao óxido nítrico (•NO). Este já foi associado ao aumento na quantidade e gravidade das lesões cutâneas, além de ter sido frequentemente correlacionado à refratariedade ao tratamento com antimonial. De forma semelhante, a resistência induzida ao peróxido de hidrogênio (H2O2) também aumentou a capacidade infectiva de Strigomonas culicis, um tripanosomatídeo monoxênico, em seu hospedeiro natural Aedes aegypti. Juntos, esse dados sugerem que parasitos resistentes às espécies reativas são dotados de mecanismos específicos de sobrevivência e persistência frente aos desafios oxidativos e nitrosativos; dessa forma, investigamos, através de técnicas proteômicas e bioquímicas, diferenças intrínsecas entre as cepas NO- e H2O2-resistentes e seus pares susceptíveis. Nossos dados apontaram que tanto a resistência natural ao •NO, quanto à induzida ao H2O2, elevaram a expressão e atividade de vias antioxidantes independentes do sistema tripanotiona/tripanotiona redutase (TR), principalmente aquelas relacionadas à via de biossíntese da glutationa e a ascorbato peroxidase. Adicionalmente, também observamos um aumento na abundância de proteínas da via das pentoses fosfato como um mecanismo de resposta às situações de estresse, podendo este estar relacionado à manutenção dos níveis de NADPH no protozoário. A regulação positiva do consumo de glicose e da capacidade redox identificada na cepa NO-resistente de L. (V.) braziliensis pode explicar as altas taxas de infecção detectadas em macrófagos peritoneais murinos, justificando a sobrevivência desses parasitos no ambiente pró-oxidante do vacúolo parasitóforo. Já a infecção de A. aegypti pela cepa H2O2-resistente de S. culicis exacerbou a produção de ROS pelo hospedeiro, através do aumento da atividade DUOX e inibição da catalase, gerando danos significativos na aptidão reprodutiva das fêmeas infectadas. As vias bioenergéticas e antioxidantes dos tripanosomatídeos também representam um excelente alvo para intervenção medicamentosa. Nesse contexto, também avaliamos o papel de derivados da -lapachona, uma molécula com função pró-oxidante bem descrita, no funcionamento e na produção de ROS mitocondrial pelo T. cruzi. Análises mecanísticas apontaram o comprometimento direto da cadeia respiratória pelos compostos N2, N3 e N4, levando ao escape de elétrons e a formação de espécies tóxicas para o parasito. Interessantemente, após 24 h de tratamento com N4, uma restauração parcial da fisiologia mitocondrial foi observada, estando esta relacionada à atividade da TR, que aumentou de forma tempo-dependente e concomitantemente ao estresse oxidativo. Sendo assim, a exposição de tripanosomatídeos dixênicos e monoxênicos à diferentes situações de estresse oxidativo e nitrosativo desencadeia mecanismos de sobrevivência relacionados à exacerbação das vias antioxidantes e ao remodelamento energético