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Papel do cálcio na ativação dos genes FIS1 e DRP1 na divisão mitocondrial em P. falciparum (WT) e no parasita nocaute para quinase PfPK7

Processo: 16/09185-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de junho de 2016
Vigência (Término): 31 de outubro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Célia Regina da Silva Garcia
Beneficiário:Camila Lie Kiyan
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:11/51295-5 - Genômica funcional em Plasmodium, AP.TEM
Assunto(s):Malária   Plasmodium falciparum   Mitocôndrias   Expressão gênica   Cálcio

Resumo

A malária é uma doença endêmica de vários países tropicais que é causada por um parasita do filo apicomplexa (Plasmodium) e transmitida pela picada de mosquitos do gênero Anopheles. Em humanos, a forma mais grave da doença é causada pelo Plasmodium falciparum. A doença mata de 2 a 3 milhões de pessoas anualmente; a mortalidade chega a ser tão alta que é considerada a maior entre as doenças parasitárias (Snow, Guerra et al. 2005). A obtenção de novas drogas se faz necessária, pois já foram observados parasitas resistentes para todas as drogas antimaláricas conhecidas, portanto pesquisas para um melhor entendimento da biologia do parasita são feitos necessários para o desenvolvimento de drogas e vacinas eficazes para o combate à doença (Mita e Tanabe, 2012). O ciclo de vida do parasita ocorre em dois hospedeiros: um vertebrado e outro invertebrado. Sendo assim, o Plasmodium se mostra um parasita capaz de perceber o microambiente e possui mecanismos que o habilitam a utilizar via de sinalizações intracelulares para modular diversos processos. Entre os sinalizadores encontra-se o cálcio, capaz de agir em processos que variam de exocitose a proliferação celular através do aumento ou diminuição de sua concentração intracelular. Entretanto sua homeostasia deve ser mantida, pois altas concentrações de cálcio mantidas por muito tempo provocam apoptose da célula (Berridge, 2001; Berridge et al., 2003). A linhagem de Plasmodium falciparum obtida pelo knockout do gene da Proteína Kinase 7 (PfPK7) é incapaz de sentir o microambiente como o parasita selvagem, não respondendo a estímulos de melatonina e, portanto, incapaz de obter um ciclo sincrônico (Koyama et al, 2012). Por esse motivo essa linhagem se torna uma ótima ferramenta para estudos de transdução de sinal que alteram a progressão do ciclo do parasita. Sabe-se que a mitocôndria do parasita é capaz de acumular reversivelmente parte do cálcio do citoplasma participando assim na manutenção da homeostasia desse íon no parasita e garantindo a sobrevivência da célula. (Gazarini; Garcia. 2004). A mitocôndria de P. falciparum possui características evolutivas e funcionais incomuns, uma vez que a cadeia transportadora de elétrons (CTE) não é a sua fonte principal de ATP, e que até o momento só foram identificadas três proteínas da CTE codificadas pelo genoma mitocondrial, e alguns fragmentos de RNA ribossomal (Vaidya; Mather. 2009). Apesar disso, inibidores da CTE, como o antimalárico atovaquone, se mostraram letais para o desenvolvimento do parasita e, por isso, essa organela deve participar de processos fisiológicos vitais no Plasmodium falciparum (Painter et al. 2007). Nesse contexto, evidenciamos a importância de se estudar o papel da mitocôndria nos mecanismos de divisão e sinalização celular do Plasmodium falciparum durante a esquizogonia. O objetivo deste projeto é analisar a expressão de dois dos principais genes relacionados à fissão mitocondrial (FIS1 e DRP1) nas linhagens de Plasmodium falciparum 3D7 e PfPK7, durante o ciclo intraeritrocítico na presença e na ausência de Ionomicina, um ionóforo para Ca2+. Além disso, o número e a morfologia das mitocôndrias será analisada e relacionada com a expressão dessas proteínas nessas duas linhagens, usando técnicas de quimioluminescência e microscopia, em todas as etapas do desenvolvimento do parasita na presença e ausência de estímulos de Ca2+. (AU)