Papel da TcPI3K na expressão gênica e no metabolismo energético de Trypanosoma cruzi exposto à molécula de heme

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Louzada Neto, Orlando Soares
• Tipo de documento: Tese
• 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: Energy metabolism; Gene expression; Trypanosoma cruzi - Genética; PI3K; Heme; Metabolismo energético; Expressão gênica; Fosfatidilinositol 3-quinases - Antagonistas & inibidores; CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::METABOLISMO E BIOENERGETICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22452

A forma epimastigota do Trypanosoma cruzi, agente causador da doença de Chagas, enfrenta alterações ambientais no intestino do inseto vetor durante seu ciclo de vida. Nesse compartimento há alto conteúdo de carboidratos, lipídeos e aminoácidos, fornecidos pela digestão do sangue, além de grande quantidade de heme proveniente da degradação de hemoglobina. A molécula de heme é responsável por desencadear alterações significativas na fisiologia da forma epimastigota, o que inclui o metabolismo energético, a expressão gênica e a proliferação celular. Ao estimular a expressão de genes da glicólise e da fermentação aeróbica, e diminuir a fosforilação oxidativa produzindo espécies reativas de oxigênio, a teoria de que a obtenção de energia pelo glicossoma sobre a síntese de ATP pela mitocôndria é sustentada. Entretanto, as vias de sinalização que convertem os estímulos exteriores e interiores à célula em tais alterações biológicas permanecem por serem elucidados. Em eucariotos, a via de sinalização por fosfatidilinositídeos é responsável por regular diversas funções celulares, incluindo o metabolismo e a expressão gênica. Em T. cruzi, fosfatidilinositol-4,5-bisfosfato é um segundo mensageiro que pode ser convertido em fosfatidilinositol-3,4,5-trifosfato, por uma TcPI3K, ou em diacilglicerol e inositol-1,4,5-trifosfato, pela fosfolipase C. No presente trabalho, é avaliada a influência da inibição de TcPI3K sobre a proliferação, o metabolismo e a expressão gênica de T. cruzi com o objetivo de verificar se tais processos podem ser regulados por fosfatidilinositídeos como em outros eucariotos. Para tal, a forma epimastigota foi cultiva por 7 dias com heme e/ou Ly294002, um inibidor de PI3K. A expressão dos genes de sinalização (TcPI3K, TcDAGK, TcCaM) e dos genes do metabolismo energético (TcPPDK, TcPEPCK, TcFRD, TcMDH, TcST e TcME) foi avaliada por qPCR e apresentou-se diminuída na presença do inibidor, o que não foi revertido por heme. A respiração mitocondrial, verificada por respirometria de alta resolução, foi diminuída pela inibição de TcPI3K, entretanto, a quantidade de ATP intracelular e a proliferação não variaram em nenhum dos grupos de tratamento. A metabolômica do meio extracelular realizada por ressonância magnética nuclear demonstrou que heme aumenta a captação celular de glicose e outras hexoses, glutamato, fenilalanina e BCAA, mas que tal captação é diminuída na presença do inibidor, sugerindo papel da TcPI3K na captação dessas fontes de carbono. A síntese de alanina e de succinato não variou na presença da droga. Coletivamente, os resultados sugerem que o correto funcionamento de TcPI3K é necessário à respiração mitocondrial, à captação de nutrientes e à correta expressão gênica.