Unique pharmacological properties of serotoninergic G-protein coupled receptors from cestodes

Autores
Camicia, Federico; Celentano, Ana M.; Johns, Malcolm E.; Chan, John D.; Maldonado, Lucas Luciano; Vaca, Hugo Rolando; Di Siervi, Nicolás; Kamentezky, Laura; Gamo, Ana M.; Ortega Gutierrez, Silvia; Martin Fontecha, Mar; Davio, Carlos Alberto; Marchant, Jonathan S.; Rosenzvit, Mara Cecilia
Año de publicación
2018
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Background: Cestodes are a diverse group of parasites, some of them being agents of neglected diseases. In cestodes, little is known about the functional properties of G protein coupled receptors (GPCRs) which have proved to be highly druggable targets in other organisms. Notably, serotoninergic G-protein coupled receptors (5-HT GPCRs) play major roles in key functions like movement, development and reproduction in parasites. Methodology/Principal findings: Three 5-HT GPCRs from Echinococcus granulosus and Mesocestoides corti were cloned, sequenced, bioinformatically analyzed and functionally characterized. Multiple sequence alignment with other GPCRs showed the presence of seven transmembrane segments and conserved motifs but interesting differences were also observed. Phylogenetic analysis grouped these new sequences within the 5-HT7 clade of GPCRs. Molecular modeling showed a striking resemblance in the spatial localization of key residues with their mammalian counterparts. Expression analysis using available RNAseq data showed that both E. granulosus sequences are expressed in larval and adult stages. Localization studies performed in E. granulosus larvae with a fluorescent probe produced a punctiform pattern concentrated in suckers. E. granulosus and M. corti larvae showed an increase in motility in response to serotonin. Heterologous expression revealed elevated levels of cAMP production in response to 5-HT and two of the GPCRs showed extremely high sensitivity to 5-HT (picomolar range). While each of these GPCRs was activated by 5-HT, they exhibit distinct pharmacological properties (5-HT sensitivity, differential responsiveness to ligands). Conclusions/Significance: These data provide the first functional report of GPCRs in parasitic cestodes. The serotoninergic GPCRs characterized here may represent novel druggable targets for antiparasitic intervention.
Fil: Camicia, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Celentano, Ana M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; Argentina
Fil: Johns, Malcolm E.. University of Minnesota; Estados Unidos
Fil: Chan, John D.. Iowa State University; Estados Unidos
Fil: Maldonado, Lucas Luciano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Vaca, Hugo Rolando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Di Siervi, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Farmacológicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones Farmacológicas; Argentina
Fil: Kamentezky, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Gamo, Ana M.. Universidad Complutense de Madrid; España
Fil: Ortega Gutierrez, Silvia. Universidad Complutense de Madrid; España
Fil: Martin Fontecha, Mar. Universidad Complutense de Madrid; España
Fil: Davio, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Farmacológicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones Farmacológicas; Argentina
Fil: Marchant, Jonathan S.. Medical College Of Wisconsin; Estados Unidos
Fil: Rosenzvit, Mara Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Materia
Serotonin
Cestodes
G protein coupled receptors
Parasitic deseases
Parasitic deseases
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Methodology/Principal findings: Three 5-HT GPCRs from Echinococcus granulosus and Mesocestoides corti were cloned, sequenced, bioinformatically analyzed and functionally characterized. Multiple sequence alignment with other GPCRs showed the presence of seven transmembrane segments and conserved motifs but interesting differences were also observed. Phylogenetic analysis grouped these new sequences within the 5-HT7 clade of GPCRs. Molecular modeling showed a striking resemblance in the spatial localization of key residues with their mammalian counterparts. Expression analysis using available RNAseq data showed that both E. granulosus sequences are expressed in larval and adult stages. Localization studies performed in E. granulosus larvae with a fluorescent probe produced a punctiform pattern concentrated in suckers. E. granulosus and M. corti larvae showed an increase in motility in response to serotonin. Heterologous expression revealed elevated levels of cAMP production in response to 5-HT and two of the GPCRs showed extremely high sensitivity to 5-HT (picomolar range). While each of these GPCRs was activated by 5-HT, they exhibit distinct pharmacological properties (5-HT sensitivity, differential responsiveness to ligands). Conclusions/Significance: These data provide the first functional report of GPCRs in parasitic cestodes. The serotoninergic GPCRs characterized here may represent novel druggable targets for antiparasitic intervention.Fil: Camicia, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Celentano, Ana M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Johns, Malcolm E.. University of Minnesota; Estados UnidosFil: Chan, John D.. Iowa State University; Estados UnidosFil: Maldonado, Lucas Luciano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Vaca, Hugo Rolando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Di Siervi, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Farmacológicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones Farmacológicas; ArgentinaFil: Kamentezky, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Gamo, Ana M.. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Ortega Gutierrez, Silvia. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Martin Fontecha, Mar. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: Davio, Carlos Alberto. 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Fil: Camicia, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
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