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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/7011
DETALHAMENTO MORFOLÓGICO E ANÁLISE DA EXPRESSÃO PROTEICA DO NEMATOIDE ANGIOSTRONGYLUS COSTARICENSIS EM SUAS DIFERENTES FASES EVOLUTIVAS
Rebello, Karina Mastropasqua | Data do documento:
2012
Autor(es)
Coordenador(es)
Membros da banca
Afiliação
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Resumo
Angiostrongylus costaricensis é o nematoide causador da angiostrongilíase
abdominal, uma parasitose de ampla distribuição na América Latina. Este trabalho
teve como objetivos a caracterização da morfologia e a determinação dos padrões
de expressão proteica dos diferentes estágios de desenvolvimento deste helminto.
Para o estudo morfológico, utilizamos microscopia de luz, microscopia eletrônica de
varredura e microscopia confocal a laser. Métodos bioquímicos clássicos e
proteômicos foram utilizados nas análises de expressão proteica, incluindo a
caracterização de proteases e proteínas imunorreativas. Larvas de primeiro estágio
(L1) foram obtidas das fezes de roedores Sigmodon hispidus infectados e larvas de
terceiro estágio (L3) foram coletadas de moluscos Biomphalaria glabrata
previamente infectadas com L1. Vermes adultos foram recuperados das artérias
mesentéricas de roedores. Os dados morfológicos se mostraram compatíveis com
os descritos anteriormente para A. costaricensis. Entretanto, várias novas estruturas
foram observadas, tais como detalhes das estriações cuticulares nos espículos de
machos adultos, uma aba de cutícula protetora cobrindo a abertura vulvar, o
gubernáculo e a válvula esofágica-intestinal. Algumas características taxonômicas
foram redescritas e outras, como o número correto de papilas ao redor da boca e
atrás da abertura cloacal, foram documentadas pela primeira vez. Os extratos
celulares dos vermes adultos de ambos os sexos mostraram perfis similares por
eletroforese bidimensional, com 60% de todos os spots proteicos focalizando entre
pH 5-7 e com massas moleculares de 20,1 a 66 kDa. Dentre as proteínas mais
abundantes, 53 foram identificadas e se mostraram associadas aos seguintes
termos do Gene Ontology – Biological Process: “processo metabólico de
macromoléculas”, “processo de desenvolvimento”, “resposta à estresse” e
“regulação biológica”. Os immunoblots de fêmeas e machos adultos mostraram
padrões similares de proteínas reativas, identificadas por MS/MS como proteínas de
choque térmico, proteína putativa DAuer e galectinas, entre outras. Nos ensaios de
zimografia, apenas os extratos dos estágios larvares mostraram atividade
gelatinásica, caracterizada em L1 e L3 como serino- e metaloproteases,
respectivamente. Vermes adultos e larvas hidrolisaram hemoglobina em solução,
atividade enzimática atribuída à presença de aspártico-proteases. Nossos resultados
contribuem para a melhor compreensão da biologia do A. costaricensis e
representam um primeiro passo na busca por proteínas candidatas para o
diagnóstico e o tratamento desta infecção parasitária.
Resumo em Inglês
Angiostrongylus costaricensis is a nematode that causes abdominal
angiostrongyliasis, a widespread human parasitism in Latin America. This study
aimed to characterize the morphology and to determine the protein expression
profiles of different developmental stages of this helminth. For the morphological
analyses, we used optical microscopy, scanning electron microscopy and confocal
laser scanning microscopy techniques. Classical biochemical and proteomic methods
were employed for the analysis of protein expression, including the characterization
of proteases and immunoreactive proteins. First-stage larvae (L1) were obtained from
the feces of infected Sigmodon hispidus rodents and third-stage larvae (L3) were
collected from mollusks Biomphalaria glabrata previously infected with L1. Adult
worms were recovered from rodent mesenteric arteries. The morphological data were
compatible with the previous descriptions of A. costaricensis. However, several novel
anatomical structures were visualized, such as details of the cuticular striations of the
spicules in male worms, a protective flap of cuticle covering the vulvar aperture, the
gubernaculum and the esophageal-intestinal valve. Some taxonomic features were
redescribed and others, such as the correct number of papillae distributed around the
oral opening and the papillae behind the cloacal opening, were documented for the
first time. Total cellular extracts from both sexes of adult worms showed similar
bidimensional electrophoresis profiles, with 60% of all protein spots focusing between
pH 5–7 and presenting molecular masses from 20.1 to 66 kDa. A total of 53 different
dominant proteins were identified in our dataset and were mainly associated with the
following over-represented Gene Ontology Biological Process terms: “macromolecule
metabolic process”, “developmental process”, “response to stress”, and “biological
regulation”. Female and male immunoblots showed similar patterns of reactive
proteins, identified by MS/MS as heat shock proteins, a putative abnormal DAuer
Formation family member and galectins, among others. Proteolysis of gelatin was
observed by zymography only in the larval stages. The gelatinolytic activities of L1
and L3 extracts were ascribed to serino- and metallo-proteases, respectively. Adult
worms and larvae extracts were able to hydrolyze hemoglobin in solution, an
enzymatic activity completely inhibited by aspartic proteases inhibitors. Our results
contribute to a better understanding of the biology of A. costaricensis and represent a
first step in the search for candidate proteins for diagnostic assays and the treatment
of this parasitic infection.
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