Transducción de señales mediada por nucleótidos de adenosina en Trypanosoma cruzi : evaluación de su participación en las respuestas a condiciones de estrés - Sternlieb, Tamara (2020)
Trypanosoma cruzi es un protozoo unicelular kinetoplástido de vida parasitaria y agente causal de la enfermedad de Chagas. La misma es endémica en Latinoamérica, aunque su contagio se ha expandido a otras regiones, y continúa siendo al día de hoy y desde su descubrimiento en 1909 una enfermedad desatendida. No existen vacunas que protejan de esta enfermedad ni ninguna otra causada por los tripanosomátidos patógenos relacionados (Trypanosoma brucei y Leishmania sp.). Las drogas terapéuticas usadas son las mismas desde hace 50 años, presentando una moderada eficacia en la mejora de la calidad de vida debido a los diversos efectos secundarios del tratamiento. Por lo tanto, es de vital importancia la continua búsqueda de blancos terapéuticos entre las vías celulares esenciales para la supervivencia y desarrollo del ciclo de vida de estos parásitos. T. cruzi posee un ciclo de vida digenético, atravesando dos estadíos proliferativos y dos infectivos, con morfologías y metabolismos muy diferentes. En su pasaje del insecto vector al hospedador mamífero, y viceversa, debe capacitarse para enfrentar cambios abruptos en las condiciones ambientales y sobrevivir. Estas adaptaciones se dan a través de las vías de respuesta a estrés. Es por la complejidad de este ciclo de vida que las vías de sensado y señalización que le permiten al parásito adaptarse presentan características únicas y divergentes con respecto a sus hospedadores y otros organismos de vida libre. Este trabajo inicia con la hipótesis que sugiere que el bloqueo de las vías de señalización mediadas por segundos mensajeros en el parásito llevaría a su inhabilitación para adaptarse y proseguir con su ciclo de vida. Una de las moléculas mensajeras más importantes en distintos tipos celulares son los nucleótidos de adenosina. En tripanosomátidos se han estudiado de manera exponencial y se vio que están involucrados en procesos esenciales como la diferenciación, la infección, la proliferación, el comportamiento social, entre otros. Sin embargo, muchas de las proteínas canónicas involucradas en estas vías no se pudieron hallar en los genomas de estos organismos. Y muchas veces, aquellas que sí se encuentran presentan características funcionales, estructurales y/o de secuencia divergentes y novedosas. Todo esto las vuelve prometedores blancos de drogas terapéuticas. En el primer capítulo evaluamos el rol del AMPc en la respuesta a estrés oxidativo en T. cruzi. Encontramos que un aumento de la concentración intracelular de AMPc por tratamientos con análogos permite que los epimastigotes sean más resistentes ante estrés oxidativo producido por tratamientos con peróxido de hidrógeno. Mientras que la sobre-expresión de la fosfodiesterasa citoplasmática TcrPDEA1, lo cual reduce los niveles de AMPc intracelular, los vuelve más sensibles. En el estadío de tripomastigote, sin embargo, los resultados fueron más complejos en su interpretación. El tratamiento solamente con el análogo de AMPc sobre los parásitos produjo una mayor infección luego de 48 hs. Sin embargo, el agregado de peróxido produjo una caída en la infección indistintamente de la presencia del análogo. Además, resultados obtenidos con dosis bajas de peróxido presentan la posibilidad de que las vías de señalización por AMPc y los procesos desencadenados por el estrés estén interactuando. En el segundo capítulo identificamos y caracterizamos la quinasa de proteínas activada por AMP en T. cruzi. Esta enzima heterotrimérica es central en la regulación de la homeostásis energética de las células, en especial en respuesta a diferentes tipos de estrés por variaciones en la disponibilidad de nutrientes o que alteran los balances AMP:ATP intracelulares. En este trabajo confirmamos por primera vez la presencia de genes que codifican para los ortólogos de las subunidades de AMPK en T. cruzi. Estos ortólogos presentan una alta conservación de los dominios proteicos esperados, aunque sus secuencias codificantes divergen de sus ortólogos en otros organismos. Así mismo, se encontraron dos isoformas de la subunidad catalítica, con divergencia en sus secuencias y funcionalidades diferentes. Estudios filogenéticos confirman que existieron procesos de selección positiva que llevaron a una posible neofuncionalización de estas subunidades. Mediante diferentes ensayos in vitro e in vivo confirmamos su funcionalidad, actividad y algunos de sus posibles roles en epimastigotes. Particularmente mostramos que la fosforilación necesaria para su activación es modulada ante la presencia o ausencia de glucosa o aminoácidos como fuentes de carbono. También encontramos por ensayos con inhibidores y líneas de epimastigotes sobre-expresantes, que esta enzima juega un rol en la autofagia durante el hambreado de los parásitos y en su proliferación. En conclusión, estos estudios revelan nuevos roles de los nucléotidos de adenosina y las proteínas que responden a estos mensajeros en procesos fisiológicos del parásito T. cruzi. También amplían el repertorio de vías de señalización por AMP conocidas en estos parásitos y los procesos en los que se encuentran involucradas.