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O papel da autofagia no crescimento a alta temperatura (37°C) e virulência em Cryptococcus neorformans

Processo: 15/04400-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de dezembro de 2015 - 30 de novembro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:Marcelo Afonso Vallim
Beneficiário:Marcelo Afonso Vallim
Instituição-sede: Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus Diadema. Diadema , SP, Brasil
Auxílios(s) vinculado(s):16/50185-5 - The role of autophagy on the pathogenicity of Cryptococcus neoformans and as a potential drug target, AP.R
Assunto(s):Micologia médica  Virulência  Cryptococcus  Autofagia  Antifúngicos  Mutação  Alta temperatura 

Resumo

As infecções fúngicas são muitas vezes difíceis de tratar, em virtude das semelhanças entre as células fúngicas e animais por esta razão muitos dos compostos antifúngicos são tóxicos aos hospedeiros. Cryptococcus neoformans é um fungo patogênico oportunista dos seres humanos que causa a doença que se não tratada pode ser fatal, principalmente em pacientes imunocomprometidos. Em decorrência de opções limitadas de antifúngicos para o tratamento desta micose, muitos investigadores têm explorado novos alvos para drogas que visam fatores de virulência, tais como a capacidade de crescer à temperatura fisiológica dos mamíferos (37°C). Com objetivo de aumentar este conhecimento, foi estabelecida uma biblioteca de mutantes insercionais mediada por Agrobacterium tumefaciens (AMT, Agrobacterium mediated transformation). Esta biblioteca foi pesquisada com o intuito de se identificar mutantes incapazes de crescer em temperatura fisiológica (Gontijo et al., 2014). Entre os vários mutantes termossensíveis a 37°C, caracterizamos um onde a interrupção ocorreu no gene APE4, o qual codifica uma aspartil aminopeptidase que em Saccharomyces cerevisiae está envolvido nos processos Cvt (cytoplasm to vacuole targeting) e autofagia. O mutante ape4 de Cryptococcus neoformans não é capaz de crescer a 37°C e é avirulento em modelo animal (murino). Em C. neoformans os processos Cvt e autofagia foram pouco estudados e a relação entre termotolerância e autofagia ainda não havia sido estabelecida. Dentre os cinco genes que codificam proteínas envolvidas nesses processos em S. cerevisiae (APE1, APE4, AMS1. ATG19 e ATG8) apenas três foram prontamente identificados no genoma de C. neoformans (APE4, AMS1 e ATG8) usando as ferramentas clássicas de bioinformática. Isso deixa claro que existem diferenças fundamentais entre C. neoformans e S. cerevisiae no que tange estes dois processos biológicos. Portanto, o objetivo geral deste projeto é esclarecer as bases moleculares do mecanismo de Cvt e autofagia em C. neoformans. Para atingir tal objetivo este projeto contempla: 1) a deleção dos genes AMS1 e ATG8 do genoma desta levedura e análise dos mutantes, visando efetivar o elo entre Cvt, autofagia, termotolerância e virulência; 2) verificar a localização subcelular destas proteínas de fusão ao GFP (green fluorescent protein) levando em conta a temperatura de crescimento e as diversas condições nutricionais, como a privação de nutrientes essenciais, e diferentes fontes de carbono e nitrogênio (preferenciais e não preferenciais); 3) levando em consideração que algumas proteínas importantes do processo Cvt e autofagia de S. cerevisiae não foram identificadas no genoma de C. neoformans, este projeto buscará identificar por meio da metodologia de duplo híbrido os parceiros moleculares das proteínas APE4 e AMS1, os quais devem colocá-las corretamente no local onde ocorre a formação das vesículas de degradação mediadas por ATG8. No sentido amplo este projeto pretende elucidar as bases moleculares da autofagia em C. neoformans, uma vez que o mesmo parece ser bastante diferente de S. cerevisiae, bem como associar estes elementos à virulência e patogênese. Espera-se que estes conhecimentos sejam úteis na proposta de novas terapias antifúngicas. (AU)

Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DE MELO, AMANDA TEIXEIRA; MARTHO, KEVIN FELIPE; ROBERTO, THIAGO NUNES; NISHIDUKA, ERIKA S.; MACHADO JR, JOEL; BRUSTOLINI, OTAVIO J. B.; TASHIMA, ALEXANDRE K.; TEREZAVASCONCELOS, ANA; VALLIM, MARCELO A.; PASCON, RENATA C. The regulation of the sulfur amino acid biosynthetic pathway in Cryptococcus neoformans: the relationship of Cys3, Calcineurin, and Gpp2 phosphatases. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, AUG 15 2019. Citações Web of Science: 0.
CALVETE, CRISLAINE LAMBIASE; MARTHO, KEVIN FELIPE; FELIZARDO, GABRIELLE; PAES, ALEXANDRE; NUNES, JOAO MIGUEL; FERREIRA, CAMILA OLIVEIRA; VALLIM, MARCELO A.; PASCON, RENATA C. Amino acid permeases in Cryptococcus neoformans are required for high temperature growth and virulence; and are regulated by Ras signaling. PLoS One, v. 14, n. 1 JAN 25 2019. Citações Web of Science: 3.
GONTIJO, FABIANO DE ASSIS; DE MELO, AMANDA TEIXEIRA; PASCON, RENATA C.; FERNANDES, LARISSA; PAES, HUGO COSTA; ALSPAUGH, J. ANDREW; VALLIM, MARCELO A. The role of Aspartyl aminopeptidase (Ape4) in Cryptococcus neoformans virulence and authophagy. PLoS One, v. 12, n. 5 MAY 25 2017. Citações Web of Science: 3.
CRUZ MARTHO, KEVIN FELIPE; DE MELO, AMANDA TEIXEIRA; FERNANDES TAKAHASHI, JULIANA POSSATO; GUERRA, JULIANA MARIOTTI; DA SILVA SANTOS, DAYANE CRISTINA; PURISCO, SONIA UEDA; CARVALHO MELHEM, MARCIA DE SOUZA; FAZIOLI, RAQUEL DOS ANJOS; PHANORD, CLERLUNE; SARTORELLI, PATRICIA; VALLIM, MARCELO A.; PASCON, RENATA C. Amino Acid Permeases and Virulence in Cryptococcus neoformans. PLoS One, v. 11, n. 10 OCT 3 2016. Citações Web of Science: 8.

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