Investigação do papel dos telômeros e dos pirofosfatos de inositol durante a metaciclogenese in vivo de Leishmania braziliensis

• Processo: 24/13506-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 31 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Marcelo Santos da Silva
• Beneficiário: Vitor Luiz da Silva
• Supervisor: David Lawrence Sacks
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: National Institutes of Health, Bethesda (NIH), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 22/00923-0 - Telômeros e pirofosfatos de inositol poderiam exercer papéis importantes na metaciclogênese e virulência de Leishmania?, BP.DD
• Assunto(s): Leishmania
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Leishmania spp | Metacyclogenesis | Pyrophosphorylation | Sandfly | scRNA-Seq | Telomere dynamics | Biologia Celular e Molecular de tripanosomatídeos

Resumo

As leishmanioses referem-se a um grupo de doenças causadas por parasitas do gênero Leishmania, que afetam principalmente pessoas em estado de vulnerabilidade social. Atualmente, os medicamentos disponíveis para o tratamento da leishmaniose apresentam efeitos colaterais e acabam selecionando parasitas persistentes, o que torna fundamental a busca por novos alvos terapêuticos. Em eucariotos, os pirofosfatos de inositol (PP-IPs) - principalmente IP7 - estão envolvidos em uma ampla gama de processos celulares, como regulação do comprimento dos telômeros e virulência fúngica. No entanto, o mecanismo de ação destes metabólitos é uma questão que permanece em aberto. Nossa hipótese é que o IP7 desempenha um papel importante na dinâmica telomérica e na patogenicidade em Leishmania spp., organismos que possuem alta capacidade proliferativa. Usando o sistema CRISPR/Cas9, esgotamos com sucesso os alelos TERT (responsável pelo alongamento dos telômeros) e IP6K (responsável pela síntese de IP7) em Leishmania braziliensis (o agente causador da leishmaniose mucocutânea nas Américas), gerando uma linhagem de duplo nocaute (TERT- /- + IP6K-/-). Nossos achados sugerem que a depleção de TERT + IP6K diminui a taxa de proliferação e prejudica a progressão do ciclo celular, gerando acúmulo de células na citocinese (2F2K2N). Além disso, ensaios preliminares sugerem um prejuízo no processo de infecção in vitro em macrófagos de mamíferos. Assim, em colaboração com o Dr. David Sacks (NIH), pretendemos utilizar as linhagens geradas de L. braziliensis para aprender como infectar e dissecar flebotomíneos (Lutzomyia longipalpis) para isolar os órgãos onde as diferentes formas de Leishmania estão alojadas. Em seguida, quantificaremos e analisaremos as diferentes formas de transição entre promastigotas procíclicos e promastigotas metacíclicos (transição pró-meta) por microscopia confocal (morfologia e localização no hospedeiro), citometria de fluxo (conteúdo de DNA e análise do ciclo celular) e scRNA-seq (transcriptômica de célula única). Esta abordagem beneficiará ambos os grupos, pois permitirá expandir e validar a inferência pseudotemporal para reconstruir a progressão temporal da diferenciação de Leishmania em infecções por flebotomíneos - padronizada até agora apenas em L. major. Além disso, os resultados esperados esclarecerão os efeitos da perda de TERT + IP6K durante a transição pró-meta in vivo de L. braziliensis, o que contribuirá significativamente para uma melhor compreensão da dinâmica da pirofosforilação e da telomerase durante a metaciclogênese deste patógeno humano.