A relevância do metabolismo de glutamina na biologia celular e bioenergética de Trypanosoma cruzi e Trypanosoma brucei

• Processo: 17/04808-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Parasitologia - Protozoologia de Parasitos
• Pesquisador responsável: Ariel Mariano Silber
• Beneficiário: Flávia Silva Damasceno
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/06034-2 - O papel biológico de aminoácidos e seus metabólitos derivados em Trypanosoma cruzi, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/22849-1 - A importância da L-glutamina e da enzima glutamina sintetase na proliferação de formas sanguíneas de Trypanosoma brucei e a participação na biossíntese de VSG, BE.EP.PD
• Assunto(s): Aminoácidos Biologia celular Glutamina Trypanosoma cruzi Bioenergética Metabolismo de aminoácidos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aminoácidos | bioenergética | biologia celular | glutamina | Trypanosoma brucei | Trypanosoma cruzi | Metabolismo de aminoácidos

Resumo

O Trypanosoma cruzi é o agente causador da doença de Chagas, também conhecida como tripanosomíase americana. Já o Trypanosoma brucei é o agente etiológico da tripanosomíase africana, também conhecida como doença do sono. T. cruzi é capaz de utilizar carboidratos e aminoácidos como fonte de energia e carbono. Já foi a descrita a participação dos aminoácidos em vários processos biológicos importantes para os parasitas (proliferação, diferenciação, invasão celular, sobrevivência em situações de estresse metabólico, térmico, oxidativo e acídico) como também a relevância de vários aminoácidos na sobrevivência dos parasitas no inseto vetor. A importância dos aminoácidos para o T. brucei tem sido descrita para as formas procíclicas, mas pouco se sabe em relação a importância dos aminoácidos para as formas sanguícolas. Formas procíclicas de T. brucei (presentes no hospedeiro invertebrado) desenvolveram um elaborado metabolismo baseado em consumo de aminoácidos como a prolina. Também já foi demonstrado que o metabolismo de prolina é essencial para a sobrevivência do parasita no hospedeiro invertebrado. O metabolismo de aminoácidos ocorre com produção de NH4+, produto da deaminação dos aminoácidos, que pode ser excretada para o meio extracelular ou pode ser transferida ao ±-cetoglutarato formando glutamato, que funciona como doador de NH3 a piruvato, formando alanina, um dos principais subprodutos do metabolismo de aminoácidos de T. cruzi. Considerando que T. cruzi não possui o ciclo da ureia funcional e que o NH4+ tóxico para a célula se faz necessário vias alternativas para a detoxificação da amônia, produzida durante o metabolismo de aminoácidos pelo parasita. Uma das vias alternativas para detoxificação de amônia é a reação catalalizada pela enzima glutamina sintetase que utiliza glutamato, amônia e ATP como substratos e tem como produto a formação de glutamina. A glutamina pode ser substrato para vias importantes para sobrevivência do parasita como a síntese de pirimidinas, aminoaçúcares, e GMP. Diante do exposto, este projeto tem como objetivo avaliar a relevância da glutamina e da enzima glutamina sintetase na biologia celular e bionergética de Trypanosoma cruzi e Trypanosoma brucei, utilizando a técnica de deleção gênica CRISPR/cas9 para o knockout da enzima GS em T. cruzi e a técnica de downregulation (RNAi) em T. brucei.