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The protein map of the protozoan parasite Leishmania (Leishmania) amazonensis, Leishmania (Viannia) braziliensis and Leishmania (Leishmania) infantum during growth phase transition and temperature stress

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Autor(es):
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Mule, Simon Ngao ; Saad, Joyce Silva ; Sauter, Ismael Pretto ; Fernandes, Livia Rosa ; de Oliveira, Gilberto Santos ; Quina, Daniel ; Tano, Fabia Tomie ; Brandt-Almeida, Deborah ; Padron, Gabriel ; Stolf, Beatriz Simonsen ; Larsen, Martin R. ; Cortez, Mauro ; Palmisano, Giuseppe
Número total de Autores: 13
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: JOURNAL OF PROTEOMICS; v. 295, p. 17-pg., 2024-01-29.
Resumo

Leishmania parasites cause a spectrum of diseases termed leishmaniasis, which manifests in two main clinical forms, cutaneous and visceral leishmaniasis. Leishmania promastigotes transit from proliferative exponential to quiescent stationary phases inside the insect vector, a relevant step that recapitulates early molecular events of metacyclogenesis. During the insect blood meal of the mammalian hosts, the released parasites interact initially with the skin, an event marked by temperature changes. Deep knowledge on the molecular events activated during Leishmania-host interactions in each step is crucial to develop better therapies and to understand the pathogenesis. In this study, the proteomes of Leishmania (Leishmania) amazonensis (La), Leishmania (Viannia) braziliensis (Lb), and Leishmania (Leishmania) infantum (syn L. L. chagasi) (Lc) were analyzed using quantitative proteomics to uncover the proteome modulation in three different conditions related to growth phases and temperature shifts: 1) exponential phase (Exp); 2) stationary phase (Sta25) and; 3) stationary phase subjected to heat stress (Sta34). Functional validations were performed using orthogonal techniques, focusing on alpha-tubulin, gp63 and heat shock proteins (HSPs). Species-specific and condition-specific modulation highlights the plasticity of the Leishmania proteome, showing that pathways related to metabolism and cytoskeleton are significantly modulated from exponential to stationary growth phases, while protein folding, unfolded protein binding, signaling and microtubule-based movement were differentially altered during temperature shifts. This study provides an in-depth proteome analysis of three Leishmania spp., and contributes compelling evidence of the molecular alterations of these parasites in conditions mimicking the interaction of the parasites with the insect vector and vertebrate hosts. Significance: Leishmaniasis disease manifests in two main clinical forms according to the infecting Leishmania species and host immune responses, cutaneous and visceral leishmaniasis. In Brazil, cutaneous leishmaniasis (CL) is associated with L. braziliensis and L. amazonensis, while visceral leishmaniasis, also called kala-azar, is caused by L. infantum. Leishmania parasites remodel their proteomes during growth phase transition and changes in their mileu imposed by the host, including temperature. In this study, we performed a quantitative mass spectrometry-based proteomics to compare the proteome of three New world Leishmania species, L. amazonensis (La), L. braziliensis (Lb) and L. infantum (syn L. chagasi) (Lc) in three conditions: a) exponential phase at 25 degrees C (Exp); b) stationary phase at 25 degrees C (Sta25) and; c) stationary phase subjected to temperature stress at 34 degrees C (Sta34). This study provides an in-depth proteome analysis of three Leishmania spp. with varying pathophysiological outcomes, and contributes compelling evidence of the molecular alterations of these parasites in conditions mimicking the interaction of the parasites with the insect vector and vertebrate hosts. (AU)

Processo FAPESP: 21/14751-4 - Novas metodologias analíticas baseadas em espectrometria de massas para o estudo de modificações pós-traducionais de proteínas
Beneficiário:Simon Ngao Mule
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 16/23689-2 - Identificação da variabilidade proteômica e suas modificações nas Leishmanias L. (V.) braziliensis, L. (L.) amazonensis e L. (L.) chagasi, utilizando uma abordagem shotgun protemics.
Beneficiário:Joyce Silva Saad
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 20/04923-0 - Glicosilação do SARS-CoV-2 para identificação das características estruturais da COVID-19
Beneficiário:Giuseppe Palmisano
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 18/18257-1 - EMU concedido no processo 14/06863-3: sistema de cromatografia líquida configurado para análise de carboidratos, aminoácidos, peptídeos e glicoproteínas
Beneficiário:Giuseppe Palmisano
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
Processo FAPESP: 18/15549-1 - Modificações pós-traducionais nos processos biológicos e no diagnóstico da Doença de Chagas: novas abordagens metodológicas e implicações biológicas
Beneficiário:Giuseppe Palmisano
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
Processo FAPESP: 17/04032-5 - Dissecando a patogênese da Doença de Chagas através de abordagens glicômicas e glicoproteômicas
Beneficiário:Simon Ngao Mule
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 20/13562-0 - Desvendando o papel do imune checkpoint ligante CD200 na infecção do hospedeiro por Leishmania spp.
Beneficiário:Mauro Javier Cortez Véliz
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 21/08915-4 - Identificação de fatores relacionados com fagocitose e sobrevivência de L. amazonensis por comparação de proteomas e análise de mutantes por CRISPR-Cas9
Beneficiário:Beatriz Simonsen Stolf
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 18/13283-4 - Descoberta de potências biomarcadores da Doença de Chagas em urina utilizando técnicas de espectrometria de massas
Beneficiário:Gilberto Santos de Oliveira
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado