Biología y Bioquímica de Trypanosoma cruzi

Resumen

La Organización Mundial de la Salud (WHO/OMS) estima la prevalencia de la Enfermedad de Chagas (o tripanosomiasis Americana) en unos 15 millones de casos, de los cuales entre el 15 y el 30 % desarrolla manifestaciones clínicas de la enfermedad. El protozoo responsable de esta enfermedad, Trypanosoma cruzi, posee un ciclo de vida complejo que incluye procesos de diferenciación celular y adaptación a distintos medios, como el intestino del insecto vector, el citoplasma celular y el medio sanguíneo de distintos mamíferos. Las líneas de investigación desarrolladas en este laboratorio apuntan al estudio de diversos procesos metabólicos relevantes en el ciclo de vida de Trypanosoma cruzi.

Líneas de Investigación

Bromodominios y proteínas acetiladas de Trypansoma cruzi

Investigador responsable:

Esteban Serra | serra@ibr-conicet.gov.ar

 

La acetilación de proteínas se ha revelado en los últimos años como una de las modificaciones postranscripcionales más frecuentes, tanto en células eucariotas como en bacterias. Si bien las bases moleculares de su acción no son completamente conocidas, se ha establecido que la acetilación modula importantes procesos celulares como la modificación de la estructura de la cromatina, la transcripción, la progresión del ciclo celular, la regulación del metabolismo energético y la remodelación de microtúbulos. En tripanosomátidos solo ha sido parcialmente estudiada la acetilación de histonas y su potencial influencia en la transcripción y reparación del ADN. En muchos casos, la acetilación genera un sitio de interacción entre proteínas, a través de un motivo de reconocimiento de lisina acetiladas denominado bromodominio. Este dominio, es el único motivo estructural conocido con especificidad para reconocer y unir lisinas acetiladas y ha sido descripto exclusivamente en proteínas nucleares. En los últimos años se han desarrollado numerosas drogas inhibidoras de acetilasas y deactilasas, algunas de las cuales han sido ensayadas como antiparasitarios. Sin embargo, solo muy recientemente se ha demostrado la posibilidad de inhibir la interacción entre un bromodominios y una proteína acetilada con fines terapéuticos. Mediante métodos bioinformáticos se han detectado en el genoma de T. cruzi cinco CDS con bromodominios medianamente divergentes (TcBDF1-5). Las proteínas codificadas por estos CDSs no poseen ninguna similitud con otras conocidas además del dominio, pero poseen regiones características de interacción entre proteínas, por lo que es de esperar que en el parásito formen complejos multiproteicos. El objetivo general de la línea de investigación es estudiar la existencia de proteínas con bromodominio nucleares y extranucleares que participen en la modulación de diferentes eventos celulares mediados por acetilación como potenciales puntos de intervención de la biología del parásito a través del desarrollo de nuevas drogas quimioterapéuticas.

Transporte y metabolismo de hemo en Trypanosoma cruzi

Investigador Responsable:

Dra. Julia A. Cricco | cricco@ibr-conicet.gov.ar

 

El Trypanosoma cruzi, al igual que otros tripanosomátidos, presenta requerimientos nutricionales por diferentes cofactores entre los que se encuentra el grupo hemo. Este compuesto es esencial en todos los organismo aerobios y la mayoría de estos puede sintetizarlo a través de una ruta que está altamente conservada evolutivamente. T. cruzi es incapaz de producir el hemo ya que carece de las enzimas responsables de su biosíntesis, para suplir esta deficiencia, debe incorporarlos desde su hospedador a lo largo de su ciclo de vida. Esta característica es compartida por otros tripanosomátidos responsables de enfermedades en seres humanos como T. brucei, Leishmania spp. y otros parásitos. En nuestro laboratorio estudiamos los mecanismos de importación del grupo hemo en T. cruzi y como este es distribuido dentro de la célula para ser insertado en las hemoproteínas blanco. Muchas de estas proteínas cumplen funciones relevantes en el parásito y se localizan en diferentes organelas, como mitocondria y retículo endoplasmático, entre otros. Es nuestro objetivo elucidar el/los mecanismos involucrados directamente en el transporte y distribución de hemo en los distintos estadios del ciclo de vida del parásito e identificar a las proteínas transportadoras y/o chaperonas que participan en estos procesos. Esto nos permitirá caracterizar funcional y estructuralmente a las proteínas mencionadas y poder asignar sus funciones en el ciclo de vida del parásito. Teniendo en cuenta que este tripanosomátido no sintetiza el grupo hemo, el bloqueo o interrupción de su importación, distribución y utilización podría ser letal para este organismo lo que nos permitirá validar esta vía como posible blanco para el diseño de drogas que permitan el tratamiento de la enfermedad de Chagas.

Estudio de la proteína High Mobility Group B de Trypanosoma cruzi: funciones nucleares y extracelulares

Investigador responsable:

Dra. Pamela Cribb | cribb@ibr-conicet.gov.ar

 

Las proteínas de la familia High mobility group B (HMGB) han ganado gran interés en los últimos años debido a su participación en importantes procesos, tanto dentro del núcleo, por sus efectos sobre la estructura de la cromatina, como en el medio extracelular debido a su capacidad de actuar como proteína pro-inflamatoria. El presente trabajo tiene como objetivo profundizar el estudio de la proteína TcHMGB de Trypanosoma cruzi que se lleva a cabo desde hace unos años en el laboratorio. TcHMGB presenta un dominio que parece ser único de las HMGBs de tripanosomas, el cual resulta particularmente interesante, por su potencialidad como posible blanco terapéutico. Resultados preliminares han demostrado que TcHMGB es una proteína arquitectónica con capacidad de doblar el ADN y reconocer estructuras distorsionadas del ADN. Su expresión parece no ser constante a los largo del ciclo de vida y los niveles observados se correlacionan con los cambios en la estructura de la cromatina. TcHMGB, al igual que las HMGBs de otros organismos, podría ser fundamental para el establecimiento de regiones de cromatina “relajada” y por lo tanto accesible a distintos complejos proteicos implicados en procesos nucleares fundamentales como la transcripción, la replicación y la reparación del ADN. Esta función sería particularmente importante en tripanosomátidos, dado que estos organismos carecen de los mecanismos clásicos de control transcripcional. Las evidencias recogidas durante los últimos años por diferentes autores, sugieren que podría haber un componente epigenético en el control del inicio de la transcripción en tripanosomas, por lo que nuestra hipótesis es que TcHMGB podría estar cumpliendo un rol fundamental en este sentido. Como parte de este proyecto se pretenden realizar estudios tendientes a verificar si TcHMGB afecta el grado de compactación de la cromatina in vivo y si cumple funciones a nivel global o si está confinada a determinadas regiones del genoma o de los cromosomas. Se pretende estudiar si existen cambios en los niveles de la proteína durante el ciclo celular, si los niveles de acetilación afectan su localización y /o sus funciones de manera similar a lo que ocurre con otras proteínas de la familia. Por último, se pretende analizar si, tal como sus pares en otros organismos, TcHMGB tiene actividad inmunomoduladora y puede estar implicada en la respuesta del hospedador durante la infección o el establecimiento de la enfermedad de Chagas.

Publicaciones Seleccionadas

 

  • Cribb, P., Perdomo, V., Alonso, V. L., Manarin, R., Barrios-Payan, J., Marquina-Castillo, B., … Hernandez-Pando, R. (2017). Trypanosoma cruzi High Mobility Group B (TcHMGB) can act as an inflammatory mediator on mammalian cells. PLoS Neglected Tropical Diseases, 11(2). https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0005350
  • Merli, M. L., Pagura, L., Hernandez, J., Barison, M. J., Pral, E. M. F., Silber, A. M., & Cricco, J. A. (2016). The Trypanosoma cruzi Protein TcHTE Is Critical for Heme Uptake. PLoS Neglected Tropical Diseases, 10(1). https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0004359
  • Alonso, V. L., Ritagliati, C., Cribb, P., Cricco, J. A., Serra, E. C. (2016). Overexpression of bromodomain factor 3 in Trypanosoma cruzi (TcBDF3) affects differentiation of the parasite and protects it against bromodomain inhibitors. FEBS Journal 9:1–8.
  • Ritagliati, C., Alonso, V. L., Manarin, R., Cribb, P., & Serra, E. C. (2015). Overexpression of Cytoplasmic TcSIR2RP1 and Mitochondrial TcSIR2RP3 Impacts on Trypanosoma cruzi Growth and Cell Invasion. PLoS Neglected Tropical Diseases, 9(4). https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0003725
  • Ritagliati, C., Villanova, G. V., Alonso, V. L., Zuma, A. A., Cribb, P., Motta, M. C. M., Serra, E. C. (2015). Glycosomal bromodomain factor 1 from Trypanosoma cruzi enhances trypomastigote cell infection and intracellular amastigote growth. The Biochemical journal 473:73–85.
  • Alonso VL, Villanova GV, Ritagliati C, Machado Motta MC, Cribb P, Serra EC. (2014) Trypanosoma cruzi Bromodomain Factor 3 (TcBDF3) binds acetylated α tubulin and concentrates in the flagellum during metacyclogenesis. Eukaryot Cell. 13, 822-831
  • Trípodi, K.J.E., Menendez Bravo, S.M. and Cricco, J.A., (2011). “Role of heme and heme-proteins in trypanosomatid essential metabolic pathways”, Enzyme Research, special issue “New Enzymes as Potential Therapeutic Targets for Trypanosomiases and Leishmaniasis” 2011, article ID 873230, 12 pages. doi:10.4061/2011/873230.
  • Cupello Peixoto, M., Fernandes de Souza, C., Buchensky, C., Baptista Rocha Corrêa Soares, J., Travassos Laranja, G.A., Garcia Pinto Coelho, M., Cricco, J.A., and Paes, M.C., (2011). “The heme uptake process in Trypanosoma cruzi epimastigotes is inhibited by heme analogues and by inhibitors of ABC transporters.” Acta Tropica 120 (3), 211-218.
  • Cribb P., Perozzi M., Villanova G.V., Trochine A., Serra E. (2011). “Trypanosoma cruzi High Mobility Group B (TcHMGB) is a chromatin architectural factor”. International Journal for Parasitology 41(11):1149-56.
  • Buchensky, C., Almirón, P., Suarez Mansilla, B.A., Silber, A.M. and Cricco, J.A., (2010). “The Trypanosoma cruzi proteins TcCox10 and TcCox15 catalyze the formation of heme A in the yeast Saccharomyces cerevisiae”, FEMS Microbiology Lett. 312(2), 133-41.
  • Cribb P., Esteban L., Trochine A.; Girardini J., Serra E. (2010) “Trypanosoma cruzi TBP shows preference for C/G-rich DNA sequences in vitro”. Experimental Parasitology 124, 346-349.
  • Villanova V., Nardelli S., Cribb P., Silber A.M., Motta C., Schenkman S., Serra E. (2009) “Trypanosoma cruzi Bromodomain Factor 2 (BDF2) binds to acetylated histones and is accumulated after UV irradiation”. International Journal for Parasitology 39(6):665-73.
  • Cribb P., Serra E. (2009) “One- and Two-Hybrid analysis of the interactions between components of the Trypanosoma cruzi Spliced Leader RNA promoter-binding complex”. International Journal for Parasitology 39, 525-32.

Colaboradores

  • Dra. Marcia C. Paes. Departamento de Bioquímica Instituto de Biología Roberto Alcantara Gomes (ibrag) Universidad do Estado do Rio de Janeiro, Brasil.
  • Dr. Ariel M. Silber. Departamento de Parasitología, Instituto de Cs. Biomédicas, Universidade de São Paulo, Brasil.
  • Dr. Sergio Schenckman. Departamento de Microbiología, Inmunología e Parasitología, Universidad Federal de São Paulo, R. Botucatu, São Paulo, SP, Brasil.
  • Dra. Maria Cristina Motta. Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil. The Border Biomedical Research Center. Dept. of Biological Sciences. University of Texas at El Paso, USA.
  • Dr. Claudio A. Pereira. Laboratorio de Biología Molecular de Trypanosoma cruzi (LBMTC), Instituto de Investigaciones Médicas "Alfredo Lanari", Universidad de Buenos Aires and CONICET, Buenos Aires, Argentina.
  • Dr. Igor Almeida. The Border Biomedical Research Center. Dept. of Biological Sciences. University of Texas at El Paso, USA.
  • Dr. Rogelio Hernandez Pando. Sección de Patología Experimental. Departamento de Patología. Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán. Ciudad de México, México.
  • Profesor Dennis R. Winge Ph.D.. University of Utah Health Sciences Center. University of Utah. Salt Lake City, Utah, USA.

Subsidios

"Estudio y caracterización de proteínas mitocondriales de Trypanosoma cruzi". PIP 2013-2015 GI. Investigador Responsable del Proyecto:Dra. Julia A. Cricco.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas – CONICET. Trianual: 2014-2016.

Transporte de hemo como posible blanco para la inhibición de la proliferación de Trypanosoma cruzi”. PICTO 2011-0011. Investigador Responsable:Dra. Julia A. Cricco. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT) – GLAXOSMITHKLINE. Trianual: 2012-2014.

Bromodominios y proteínas acetiladas en Trypanosoma cruzi.”PICTO 2011-0046. Investigador responsable: Dr. Esteban Serra. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT) – GLAXOSMITHKLINE. Trianual: 2012-2014.

Utilización de hemo en Trypanosoma cruzi. Elucidación de la biosíntesis de hemo A”. PICT 2010-1992. Investigador responsable:Dra. Julia A. Cricco. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT). Trianual: 2011-2013.

“Estudio de la proteína “High Mobility Group B” de Trypanosoma cruzi (TcHMGB)”.FBB38/12. Investigador responsable:Dra. Pamela Cribb.Subsidio de la Fundación Bunge y Born 2010/2012, para Investigación de la Enfermedad de Chagas. Bianual: 2010-2012.

“Estudio de la proteína “High Mobility Group B” de Trypanosoma cruzi (TcHMGB)”.PIP 2011 00372.Investigador responsable:Dra. Pamela Cribb.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas – CONICET. Trianual: 2012-2015.

Estudio de la proteína High Mobility Group B (HMGB) desde las dos vertientes de la interrelación patógeno hospedero”. Subsidio para Actividades de Cooperación Internacional. Proyecto Conjunto Convocatoria 2012 CONICET-CONACYT. Investigadores Responsables: Dra. Pamela Cribb (CONICET), Dr. Rogelio Hernandez Pando (CONACYT). Bianual: 2013-2015.

Aplicación de tecnología post-genómica y desarrollo de herramientas moleculares para la identificación de posibles blancos de nuevas drogas tripanocidas”. PIP 2010-2012 GI – 11220090100685,Investigador responsable:Dr. Claudio A. Pereira.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas – CONICET. Trianual: 2010-2012.

Director

Array ( [165] => Array ( [ID] => 165 [name] => Serra.jpg [path] => /home/ibrconi/public_html/wp-content/uploads/2013/12/Serra.jpg [url] => http://www.ibr-conicet.gov.ar/wp-content/uploads/2013/12/Serra.jpg [full_url] => http://www.ibr-conicet.gov.ar/wp-content/uploads/2013/12/Serra.jpg [title] => Serra [caption] => [description] => [alt] => [srcset] => ) )
http://www.ibr-conicet.gov.ar/wp-content/uploads/2013/12/Serra.jpg
http://www.ibr-conicet.gov.ar/wp-content/uploads/2013/12/Serra-150x150.jpg

Serra, Esteban C.
Sede Facultad
Email: serra@ibr-conicet.gov.ar
Tel: +54 341 4350596/4350661
Oficina Int: 133
Laboratorio Int: 133

Investigadores

  • Pamela Cribb
  • Julia A. Cricco
  • Mediavilla Gabriela

Becarios Post-Doctorales

  • Alejandro Pezza

Becarios Doctorales

  • Brenda A. Cirulli
  • Lucas Pagura
  • Luis Tavernelli
  • Evelyn Tevere

Otro Personal

Isabel Nocito
Romina Manarin

Imágenes

Trypanosoma cruzi, es un parásito protozoario con un ciclo de vida que alterna entre un hospedador invertebrado, un insecto de la familia Reduviidae, y un hospedador mamífero, eventualmente el hombre. El objetivo del laboratorio es detectar procesos propios del desarrollo de T. cruzi que puedan ser blanco de nuevas drogas terapéuticas.

Luis Tavernelli, Virginia Perdomo, Romina Manarin, Victoria Alonso, Pamela Cribb. (de izq. a derecha)

Brenda Cirulli, Lucas Pagura, Julia Cricco y Marcelo Merli.