Efeito do heme no metabolismo de glicose das formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi: uma abordagem bioquímica e metabolômica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Vieira, Carolina Silva Dias
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Biociências
• Palavras-chave em Português: Trypanosoma cruzi; Heme; Metabolism; Metabolismo; CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOQUIMICA DOS MICROORGANISMOS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18478

O heme é uma molécula que está presente em altas quantidades no intestino do inseto vetor e influencia o metabolismo das formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi. Essa porfirina induz a proliferação, estimula mudanças fisiológicas e também promove mudanças a nível transcricional, elevando a expressão de genes relacionados com a glicólise e a fermentação em detrimento da não modulação da expressão de genes relacionados ao metabolismo energético mitocondrial. Portanto, neste estudo investigamos o efeito do heme no metabolismo de glicose das formas epimastigotas de T. cruzi utilizando abordagens bioquímica e metabolômica. Nossos resultados demonstraram que a inibição da glicólise, mediada pela 2-desoxiglicose, prejudicou em mais de 50% a proliferação das formas epimastigotas mantidas com heme, abolindo o aumento do crescimento induzido pela porfirina. Quando avaliamos a concentração de glicose no meio de cultura, vimos que a glicose foi consumida pelos parasitos durante o tempo de cultivo e depletada desse meio no 7º dia, causando uma retenção na proliferação desses parasitos cultivados com heme. Por outro lado, o aumento da oferta dessa hexose aumentou a proliferação induzida pela porfirina no 10º dia, tempo em que a glicose ainda estava disponível no meio nesse caso. De modo interessante, observamos que a porfirina foi capaz de estimular o aumento da captação de glicose pelos parasitos em todos tempos avaliados, sendo essa captação dependente da oferta de glicose. Concomitantemente, foi observada uma redução do pH do sobrenadante após esses dias em cultura. Ao avaliarmos a fisiologia mitocondrial, demonstramos que os parasitos mantidos com heme por sete dias possuem consumo de O2 semelhante aos parasitos controle, porém com um aumento na capacidade máxima do sistema de transporte de elétrons (STE) na ausência de substratos exógenos. No entanto, a adição de glicose promoveu uma redução imediata no consumo de O2 mitocondrial, na STE e na capacidade de reserva respiratória nesses parasitos cultivados com heme. Essa repressão do metabolismo respiratório pela glicose indica uma transição para um metabolismo fermentativo (efeito Crabtree). Corroborando esses dados, observamos através da metabolômica que os níveis intracelulares de fosfoenolpiruvato (PEP) foram aumentados, mas não os níveis de piruvato, indicando que o PEP pode estar sendo desviado para a fermentação aeróbica no glicossoma. Embora não tenha sido observada alteração nos níveis de succinato, produto final da fermentação succínica, as análises transcriptômicas nos permitiram entender que os intermediários dessa via podem alimentar outras reações no parasito. Observamos também o aumento da captação de aminoácidos envolvidos com o sistema antioxidante e com regeneração de NAD+, que foi aumentado nos parasitos. Os resultados em conjunto com as análises transcriptômicas publicadas anteriormente sugerem que o heme induziu adaptações metabólicas nas formas epimastigotas para um metabolismo energético baseado na glicólise e fermentação permitindo a proliferação e a sua sobrevivência.