Transporte de riboflavina en tripanosomátidos : novedoso blanco terapéutico

• Autores: Balcazar, Darío Emmanuel
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Carrillo, Carolina; Ruy Bonomi, Hernán
• Materia: RIBOFLAVINA; VITAMINA B2; FAD; FMN; TRANSPORTADOR; TRIPANOSOMATIDOS; RIBJ; TRYPANOSOMA CRUZI; TRYPANOSOMA BRUCEI; LEISHMANIA MEXICANA; PHYTOMONAS JMA; CRITHIDIA FASCICULATA; TRITRYPS; BLANCO TERAPEUTICO; RIBOFLAVIN; VITAMIN B2; FAD; FMN; TRANSPORTER; TRYPANOSOMATIDS; RIBJ; TRYPANOSOMA CRUZI; TRYPANOSOMA BRUCEI; LEISHMANIA MEXICANA; PHYTOMONAS JMA; CRITHIDIA FASCICULATA; TRITRYPS; DRUG TARGET
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La riboflavina (vitamina B2) es un nutriente esencial para todo tipo celular estudiado, siendo elprecursor de los cofactores flavin mononucleótido (FMN) y flavin adenin dinucleótido (FAD). Losmetazoos, incluyendo al humano, carecen de la vía biosintética de riboflavina y la obtienen de ladieta a través de transportadores específicos (familia SLC52). Muchos patógenos sintetizanriboflavina de novo mientras otros la incorporan a través de transportadores específicos,estructuralmente diferentes de los transportadores presentes en los metazoos. Por laesencialidad de la riboflavina y las diferencias entre patógenos y hospedadores, las vías deobtención de riboflavina fueron propuestas como potenciales blancos terapéuticos contra los patógenos. Los tripanosomátidos son un grupo monofilético comprendiendo parásitos responsables degraves enfermedades en humanos tales como Trypanosoma cruzi (Enfermedad de Chagas), Trypanosoma brucei (Tripanosomiasis Humana Africana) y Leishmania spp. (Leishmaniasiscutánea, mucocutánea y visceral). Otros tripanosomátidos son fitoparásitos, como Phytomonasspp., generando grandes pérdidas en economías regionales de Sudamérica. En esta tesis se estudió metabolismo (posibles rutas de obtención por biosíntesis y/o transporte)de riboflavina en tripanosomátidos así como su rol biológico en los distintos estadíos celulares. Nuestros resultados mostraron que las flavinas son esenciales para la proliferación detripanosomátidos. La riboflavina es incorporada a través de un mecanismo mediado por un/ostransportador/es saturable/s. Más aún, procesos biológicos de T. cruzi como la metaciclogénesisy replicación de epimastigotes y de amastigotes en células de mamíferos son dependientes deltransporte de riboflavina. Mediante análisis bioinformáticos, identificamos una nueva familia detransportadores de riboflavina a la que llamamos “RibJ” y caracterizamos funcionalmente lostransportadores RibJ de T. cruzi y T. brucei. Interesantemente, los análisis filogenéticos mostraronque RibJ es específica para tripanosomátidos y no está relacionada con ninguna de las 3 familiasdescriptas en eucariotas. Dado que riboflavina es esencial para tripanosomátidos, que se obtienepor transporte y que RibJ es estructuralmente distinto a los transportadores de otros eucariotas, incluidos los hospedadores, RibJ puede postularse como nuevo blanco para el diseño de drogascon potencial uso en el desarrollo de terapias tripanocidas.
Riboflavin (vitamin B2) is an essential nutrient for all studied living cells, being the precursor offlavin mononucleotide (FMN) and flavin adenine dinucleotide (FAD) cofactors. Metazoa, includinghumans, lack the riboflavin biosynthetic pathway and obtain this vitamin from the diet throughits riboflavin transporter (SLC52 family). Many pathogens synthesize riboflavin de novo whileothers incorporate it through specific riboflavin transporters, structurally different from thosepresent in metazoans. For these reasons, the riboflavin pathways have been proposed astherapeutic targets against pathogens. Trypanosomatids are a monophyletic group encompassing parasites responsible of serioushuman diseases including Trypanosoma cruzi (Chagas disease), Trypanosoma brucei (Human African Trypanosomiasis) and Leishmania spp. (cutaneous, mucocutaneous, and visceralleishmaniasis). Other ones are phytoparasites, as Phytomonasspp., generating regional economiclosses in South America. In this Thesis, we have studied the metabolism (biosynthesis and transport) of riboflavin intrypanosomatids, defining the biological role of this vitamin at the different cellular stages. Ourresults show that flavins are essential for trypanosomatids proliferation, and that riboflavin isincorporated through a saturable carrier-mediated process. Moreover, we have found thatparasites proliferation and T. cruzi metacyclogenesis and amastigote replication in mammaliancells are dependent on flavin transport. By bioinformatics analysis, we have identified a novelfamily of riboflavin transporters, which we named RibJ, functionally characterizing two relevantmembers from this family: TcRibJ and TbRibJ from T. cruzi and T. brucei, respectively. Interestingly, the phylogenetic analysis show that RibJ is specific for trypanosomatids and it is notrelated with the other three families described in eukaryotic cells. This work highlights theessentiality of riboflavin metabolism for trypanosomatids and presents RibJ as an attractive targetfor drug design. Specifically blockage of riboflavin transport may lead to novel therapeuticsagainst trypanosomiasis.
Fil: Balcazar, Darío Emmanuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.