Ahps de Pseudomonas aeruginosa e peróxidos lipídicos: da defesa antioxidante a subversão do sistema imune do hospedeiro

• Processo: 25/01281-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Marcos Antonio de Oliveira
• Beneficiário: Laura Fernandes da Silva
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB-CLP). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental do Litoral Paulista. São Vicente , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07937-8 - Redoxoma, AP.CEPID
• Assunto(s): Pseudomonas aeruginosa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alquil hidroperóxido redutases | peróxidos de lipídeos | Pseudomonas aeruginosa | Proteínas Antioxidantes

Resumo

O aumento de espécies de bactérias resistentes a múltiplos antibióticos (MDR) é uma problemática mundial e evidencia a importância da busca por novos fármacos e alvos biológicos para sobrepujar esses patógenos. Trabalhos indicam que antimicrobianos possuem a capacidade convergente de produzir espécies reativas de oxigênio (EROs), auxiliando na morte do patógeno. EROs e espécies reativas de nitrogênio (ERNs), também são produzidas pelo sistema imune de hospedeiros para combater patógenos. Dentre as espécies produzidas, hidroperóxidos representam um grande desafio para as bactérias em razão de gerarem espécies radicalares reativas e peróxidos orgânicos, como os de lipídeos nas membranas bacterianas, o que altera sua organização e pode levar a sua ruptura, com consequente morte do patógeno. Peróxidos de lipídeos também são produzidos no hospedeiro, através de enzimas como as lipoxigenases (Lox) e ciclooxigenases (Cox), em sua maioria derivados do ácido araquidônico (ARA) e linoleico (LIA), os quais além de serem tóxicos para as bactérias, desempenham papel de na sinalização em eventos de infeção e inflamação. Curiosamente, em Pseudomonas aeruginosa, um agente etiológico com linhagens MDR, esses peróxidos também podem ser metabolizados por duas enzimas, a PaLoxA e PaCYP168A1O resultando em produtos produzidos tipicamente pelas células de defesa, que subvertem a função protetora do hospedeiro. Entretanto, uma vez que estes peróxidos também são tóxicos é necessário que eles sejam detoxificados. Neste contexto, os microrganismos desenvolveram enzimas de alta eficiência capazes de decompor peróxidos, dentre elas as Ahps, um grupo de enzimas que representam alvos farmacológicos importantes em razão de sua diversidade, distribuição e alta reatividade sobre substratos. A expressão dessas enzimas é controlada por fatores de transcrição como OxyR, mas também pelo fator quorum sensing MvfR, relacionado com o controle de elementos de virulência e resistência a antibióticos. Já foi demonstrado que a isoforma AhpC de P. aeruginosa (PaAhpC) é um fator de virulência, e sua expressão está relacionada com a resistência ao beta-lactâmico meropenem e ao H2O2, uma função compartilhada com uma segunda isoforma denominada AhpB, ainda não caracterizada. No entanto, nenhum trabalho avaliou a importância de Ahps na decomposição de peróxidos derivados de lipídeos de forma sistemática. Durante minha iniciação científica (IC) participei de estudo onde demonstramos que PaAhpC possui alta afinidade pelos peróxidos de lipídeo derivados do ácido oleico e linoleico, e ainda que estes substratos podem hiperoxidar a enzima (inibição irreversível). O objetivo de minha IC foi avaliar se PaAhpC era capaz de decompor peróxidos de lipídeos derivados do ARA formados pela célula do hospedeiro, 15-HpETE e PGG2, e demonstramos que a enzima possui alta afinidade por estes intermediários, além de decompor uma função endoperóxido, como a presente em PGG2. Os objetivos deste projeto residem no aprofundamento da importância de Ahps na infeção de hospedeiros, uma vez que a metabolização de moléculas sinalizadoras pode gerar implicações na interação com células de defesa, assim realizaremos a caracterização funcional da segunda forma de peroxidase Ahp de P. aeruginosa (PaAhpB), cuja indica características peculiares em relação a isoforma PaAhpC. Ainda, avaliaremos a sensibilidade de células selvagens de P. aeruginosa e mutantes delta-ahpc e delta-ahpb ao antibiótico meropenem em conjunto com peróxidos lipídicos. Também temos como objetivos a realização de testes em macrófagos de rato isolados de medula óssea (BMDM) (Chakraborty et al. 2023) e células epiteliais isoladas de paciente com fibrose cística (A549) utilizando células selvagens, delta-ahpc, delta-ahpb e complementadas da linhagem PA14. Os dois últimos procedimentos estão previstos de serem efetuados no laboratório da Profa. Laurence Rahme da Universidade de Harvard. (AU)