O metabolismo de aminoácidos em Trypanosoma cruzi: uma caixa de ferramentas para sobreviver em ambientes hostis

Resumo

Diversos estudos, dentre eles vários do nosso grupo de pesquisa, têm descrito a importância dos aminoácidos na biologia dos tripanossomatídeos, com foco no grupo conhecido como TriTryps que inclui Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei, e espécies patogênicas do gênero Leishmania. Os TriTryps usam aminoácidos para diversas outras funções além da síntese protéica tais como a diferenciação celular, a invasão das células do hospedeiro mamífero (nas espécies com ciclo intracelular), o estabelecimento da infecção e a resistência a diferentes tipos de estresse aos quais o parasita é naturalmente submetido ao longo do seu ciclo biológico, tais como o estresse osmótico, térmico, oxidativo e nutricional. O presente projeto, continuação do nosso trabalho em andamento, visa continuar a caracterização em detalhe dos passos enzimáticos e não enzimáticos que constituem estas vias metabólicas e interconectam entre si vias aparentemente compartimentalizadas. Para isso propomos: (1) Completar a construção de um mapa do metabolismo dos aminoácidos com foco naqueles com funções na bioenergética de T. cruzi. (2) Avaliar para todos os aminoácidos em estudo a capacidade de: i) induzir síntese de ATP, H2O2, explosão respiratória e potencial de membrana mitocondrial, ii) diferenciação, iii) sustentar a invasão celular, iv) resistência a estresse oxidativo, térmico, nutricional, acídico e à toxicidade por acúmulo de NH4+, v) modular o ciclo celular, a autofagia e a morte celular programada sob estresse metabólico. (3) Avaliar, para os aminoácidos que apresentem alguma das funcionalidades descritas em (2), o papel funcional de enzimas do seu metabolismo, assim como o efeito da sua inibição química ou superexpressão em diferentes aspectos da biologia do parasita mencionadas em (2). (4) Realizar um estudo comparativo entre diferentes estágios das atividades das distintas vias metabólicas de aminoácidos por metabolômica dirigida (targeted metabolomic). (5) Desenvolver mediante CRISPR/Cas9 linhagens nocaute para as enzimas mais relevantes no metabolismo de aminoácidos de vias metabólicas críticas para os diferentes aspectos da biologia do parasita mencionados em (2) com o intuito de avaliar os seus possíveis efeitos relacionados com o potencial terapêutico. Avaliar por metabolômica o efeito da supressão gênica ou do tratamento com os inibidores sobre o perfil metabólico das células. (6) Avaliar o impacto do metabolismo de aminoácidos na administração dos níveis intracelulares de NH4+, e na produção de aminoaçúcares e glicoconjugados. (AU)