Caracterização bioquímica de metaloproteinases de parasitas tripanosomatídeos

Abstract

A identificação e caracterização de processos mediados por metaloproteinases de uma grande variedade de eucariotas está a avançar rapidamente, tanto a nível molecular como celular – e os muitos papéis que as proteases desempenham nestes organismos estão a ser trazidas para o foco. As metaloproteinases de matriz executam tarefas de ―housekeeping” comuns a muitos organismos, bem como funcionam a um nível muito mais específico no ciclo de vida dos parasitas, por exemplo. Papéis pivotais foram propostos em diferentes processos, como invasão e egressão de células, enquistação e desenquistação, catabolismo de proteínas, diferenciação, progressão do ciclo celular, citoaderência, e ainda estimulação e evasão ao sistema imune. No presente estudo, é feito o reconhecimento e a caracterização de metaloproteinases de dois diferentes extractos de parasitas protozoários: Trypanosoma brucei brucei e Leishmania infantum. A classificação de metaloproteases foi obtida a partir da inibição diferencial da actividade destas proteases sobre diferentes substratos (gelatina e caseína), tendo sido efectuada uma prospecção de inibidores selectivos com potencial para serem empregues em novas estratégias de quimioterâpeutica contra estes agentes. Adicionalmente, é feito um estudo bioinformático sobre uma metaloproteinase comum aos parasitas aqui abordados, alargando o estudo a outros organismos relacionados. Os resultados obtidos demonstram a presença de metaloproteinases capazes de degradar proteínas de matriz em ambos os extractos estudados, sendo possível inibir a sua actividade com concentrações relativamente moderadas de inibidores. Além disso, sugerem que em todos os eventos patológicos abordados neste estudo, a presença de metaloproteinases activas é estável no seu ciclo de vida e provavelmente na progressão da patologia provocada pelos diferentes agentes em estudo. A análise de todos os resultados e observações poderá possivelmente levar à identificação e integração de elementos comuns nos processos de invasão celular e progressão parasitária aqui abordados. Por essa razão, a compreensão destas interacções permanece um desafio importante.

The identification and characterization of metalloprotease-mediated processes from a variety of eukaryotes is progressing at a rapid rate, both at the molecular and cellular levels – and the many roles that proteases play in these organisms are coming into focus. Matrix metalloproteinases carry out housekeeping tasks common to many eukaryotes, as well as functioning at a much more specific level in parasitic life cycles, for instance. Central roles have been proposed in diverse processes, such as cell invasion and egress, encystation, excystation, catabolism of proteins, differentiation, cell cycle progression, cytoadherence, and both stimulation and evasion from immune responses. In this study, a characterization of the metalloproteases from two different extracts is presented: Trypanosoma brucei brucei and Leishmania infantum. Classification into the metalloprotease class has been accomplished by means of differential inhibition of the activity of these proteases over different substrates (gelatin and casein), and a survey of selective inhibitors with potential use on new chemotherapeutical strategies against these agents was performed. Additionally, a bioinformatic study regarding a metalloprotease which is common to the parasites in study is conducted, and branches out this study to related organisms. The results herein presented demonstrate the presence of metalloproteases capable of degrading matrix proteins in all of the extracts studied, and that their activity can be inhibited with moderate concentrations of inhibitors. Furthermore, the results suggest that in all the pathological events discussed here, the presence of active metalloproteases is indeed stable to their life cycles and in the progression of the pathology caused by the diverse biological agents in study. The analysis of all the results and observations may possibly lead to the identification and integration of common elements in the processes of cellular invasion and parasitic progression explained here. For that reason, the understanding of these interactions remains an outstanding challenge.