ATPe dynamics in protozoan parasites. Adapt or Perish

In most animals, transient increases of extracellular ATP (ATPe) are used for physiological signaling or as a danger signal in pathological conditions. ATPe dynamics are controlled by ATP release from viable cells and cell lysis, ATPe degradation and interconversion by ecto-nucleotidases, and interaction of ATPe and byproducts with cell surface purinergic receptors and purine salvage mechanisms. Infection by protozoan parasites may alter at least one of the mechanisms controlling ATPe concentration. Protozoan parasites display their own set of proteins directly altering ATPe dynamics, or control the activity of host proteins. Parasite dependent activation of ATPe conduits of the host may promote infection and systemic responses that are beneficial or detrimental to the parasite. For instance, activation of organic solute permeability at the host membrane can support the elevated metabolism of the parasite. On the other hand ecto-nucleotidases of protozoan parasites, by promoting ATPe degradation and purine/pyrimidine salvage, may be involved in parasite growth, infectivity, and virulence. In this review, we will describe the complex dynamics of ATPe regulation in the context of protozoan parasite–host interactions. Particular focus will be given to features of parasite membrane proteins strongly controlling ATPe dynamics. This includes evolutionary, genetic and cellular mechanisms, as well as structural-functional relationships.Fil: Lauri, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bazzi, Zaher. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Alvarez, Cora Lilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; ArgentinaFil: Leal Denis, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica; ArgentinaFil: Schachter, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Herlax, Vanesa Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Ostuni, Mariano. Inserm; Francia. Universite Paris D. Diderot - Paris 7. French National Institute Of Blood Transfusion.; FranciaFil: Schwarzbaum, Pablo Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires; Argentin

Extracellular ATP hydrolysis in Caco-2 human intestinal cell line

Extracellular nucleotides and nucleosides activate signaling pathways that play major roles in the physiology and pathophysiology of the gastrointestinal tract. Ectonucleotidases hydrolyze extracellular nucleotides and thus regulate ligand exposure to purinergic receptors. In this study, we investigated the expression, localization and activities of ectonucleotidases using Caco-2 cells, a model of human intestinal epithelial cells. In addition, by studying ATP release and the rates of extracellular ATP (eATP) hydrolysis, we analyzed the contribution of these processes to the regulation of eATP in these cells. Results show that Caco-2 cells regulate the metabolism of eATP and by-products by ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase-1 and -2, a neutral ecto-phosphatase and ecto-5′-nucleotidase. All these ectoenzymes were kinetically characterized using intact cells, and their presence confirmed by denatured and native gels, western blot and cytoimmunofluorescence techniques. In addition, regulation of eATP was studied by monitoring the dynamic balance between intracellular ATP release and ectoATPase activity. Following mechanical and hypotonic stimuli, Caco-2 cells triggered a strong but transient release of intracellular ATP, with almost no energy cost, leading to a steep increase of eATP concentration, which was later reduced by ectoATPase activity. A data-driven algorithm allowed quantifying and predicting the rates of ATP release and ATP consumption contributing to the dynamic accumulation of ATP at the cell surface.Fil: Schachter, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Alvarez, Cora Lilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Bazzi, Zaher. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Faillace, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Corradi, Gerardo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Hattab, C.. Universite de Paris. Institut National de la Transfusion Sanguine.; FranciaFil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Gonzalez-Lebrero, Rodolfo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Pucci Molineris, Melisa Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Sévigny, J.. Laval University; CanadáFil: Ostuni, M. A.. Universite de Paris; Francia. Universite Paris D. Diderot - Paris 7. French National Institute Of Blood Transfusion.; FranciaFil: Schwarzbaum, Pablo Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

ATPe Dynamics in Protozoan Parasites: Adapt or Perish

In most animals, transient increases of extracellular ATP (ATPe) are used for physiological signaling or as a danger signal in pathological conditions. ATPe dynamics are controlled by ATP release from viable cells and cell lysis, ATPe degradation and interconversion by ecto-nucleotidases, and interaction of ATPe and byproducts with cell surface purinergic receptors and purine salvage mechanisms. Infection by protozoan parasites may alter at least one of the mechanisms controlling ATPe concentration. Protozoan parasites display their own set of proteins directly altering ATPe dynamics, or control the activity of host proteins. Parasite dependent activation of ATPe conduits of the host may promote infection and systemic responses that are beneficial or detrimental to the parasite. For instance, activation of organic solute permeability at the host membrane can support the elevated metabolism of the parasite. On the other hand ecto-nucleotidases of protozoan parasites, by promoting ATPe degradation and purine/pyrimidine salvage, may be involved in parasite growth, infectivity, and virulence. In this review, we will describe the complex dynamics of ATPe regulation in the context of protozoan parasite–host interactions. Particular focus will be given to features of parasite membrane proteins strongly controlling ATPe dynamics. This includes evolutionary, genetic and cellular mechanisms, as well as structural-functional relationships.Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plat

Characterization of endogenous volume-sensitive ion currents and ATP release in Xenopus laevis oocytes

The Xenopus laevis oocyte is a well-known heterologous expression system. Several endogenous ion channels and transporters of Xenopus laevis oocytes have been well characterized, but the identification of volume-sensitive endogenous channels is still a matter of debate. In previous communications we showed that, following shrinkage, oocytes trigger an endogenous ion conductance denoted as Gshrink with simultaneous ATP release. Since shrinkage depends on particular features of aquaporins mediating transmembrane water transport, and these may modulate ion transport by physical interactions, we now evaluated Gshrink using two electrode voltage clamp (TEVC) when either aquaporin-1 (AQP1) or -4 (AQP4) were expressed. In addition, we studied the possible role of the plasma membrane voltage dependent anion channel-1 (pl-VDAC-1) mediating Gshrink. For this purpose, we tested the effect of a hypertonic stimulus Gshrink using oocytes injected with an antisense oligonucleotide of pl-VDAC-1, a channel reported to act as a volume-sensitive channel, permeable to Cl- and other anions such as ATP. Expression pl-VDAC was reported for Xenopus laevis oocytes, but the associated currents were not functionally characterized. Our results indicate that Gshrink is increased in both AQP1 and AQP4 injected oocytes, suggesting the effect of AQPs is not specific. Interestingly, injection of pl-VDAC-1 oligonucleotide antisense reduced Gshrink from 3.7 ± 0.4 to 1.2 ± 0.2 µS (p < 0.05, n=6) in the absence of any aquaporin expression, suggesting a possible role of this channel as direct or indirect mediator GshrinkFil: Galizia, Luciano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Bazzi, Zaher. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Guastaferri, Florencia Viviana. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ozu, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Swartzbaum, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaXLVIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de BiofísicaSan LuisArgentinaSociedad Argentina de Biofísic

Release of ATP by TRPV4 activation is dependent upon the expression of AQP2 in renal cells

Increasing evidence indicates that aquaporins (AQPs) exert an influence in cell signaling by the interplay with the transient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4) channel. We previously found that TRPV4 physically and functionally interacts with AQP2 in cortical collecting ducts (CCD) cells, favoring cell volume regulation and cell migration. Because TRPV4 was implicated in ATP release in several tissues, we investigated the possibility that TRPV4/AQP2 interaction influences ATP release in CCD cells. Using two CCD cell lines expressing or not AQP2, we measured extracellular ATP (ATPe) under TRPV4 activation and intracellular Ca2+ under ATP addition. We found that AQP2 is critical for the release of ATP induced by TRPV4 activation. This ATP release occurs by an exocytic and a conductive route. ATPe, in turn, stimulates purinergic receptors leading to ATPe-induced ATP release by a Ca2+-dependent mechanism. We propose that AQP2 by modulating Ca2+ and ATP differently could explain AQP2-increased cell migration.Fil: Pizzoni, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Bazzi, Zaher. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Di Giusto, Gisela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Alvarez, Cora Lilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rivarola, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Capurro, Claudia Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; ArgentinaFil: Schwarzbaum, Pablo Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Ford, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay; Argentin