Estudio funcional de la enzima tripanotión sintetasa en la biología de Trypanosoma cruzi y la interfase patógeno-hospedador

Trypanosoma cruzi es el parásito causante de la Enfermedad de Chagas, la cual continúa siendo una problemática de salud pública desatendida que merece una atención prioritaria no solo en nuestro país, sino a nivel mundial. A lo largo de su ciclo de vida, este patógeno utiliza una elaborada red enzimática para superar las barreras oxidativas y establecer la infección en el contexto del vector y del hospedador mamífero. La enzima tripanotión sintetasa (TryS), es clave ya que cataliza la biosíntesis de tripanotión (T[SH]2), el principal tiol utilizado por el sistema antioxidante de los tripanosomátidos. En este trabajo, mediante un abordaje de sobre-expresión e inhibición farmacológica, analizamos el rol de la enzima TryS en la biología de T. cruzi, evaluando su efecto sobre la proliferación, la tolerancia al estrés oxidativo y la resistencia a drogas anti-parasitarias. De acuerdo a nuestros resultados, los epimastigotes sobre-expresantes (TryShi) mostraron un menor tiempo de duplicación y mayor capacidad de metaciclogénesis. Además, tanto epimastigotes como tripomastigotes TryShi presentaron una mayor tolerancia a H2O2 y a las drogas tripanocidas utilizadas en la actualidad: benznidazol y nifurtimox. El tratamiento con inhibidores específicos de TryS, anuló estas ventajas de una manera dosis-dependiente. Por otro lado, el análisis de la interacción de los parásitos TryShi con macrófagos murinos in vitro, sugiere que la sobre-expresión de TryS tendría un efecto pro-inflamatorio y pro-apoptótico, que podría favorecer su escape temprano de la célula infectada. A través de este enfoque, se puso de manifiesto no sólo el carácter esencial de TryS para T. cruzi en condiciones normales y de estrés oxidativo, sino también que su expresión le confiere una ventaja en la resistencia frente a los fármacos utilizados para el tratamiento de la enfermedad. Postulamos que el uso de un inhibidor de esta enzima, solo o combinado con los tratamientos disponibles, podría ser una nueva estrategia terapéutica para combatir la Enfermedad de Chagas.Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi infection, continues to be a neglected illness, which demands urgent attention not only in our country but also at global level. During its life cycle, the parasite utilizes an elaborated antioxidant network to overcome the oxidant barriers and establish infection in vector and mammalian hosts. Trypanothione synthetase (TryS) is a determinant enzyme since it catalyzes the biosynthesis of trypanothione (T[SH]2), the principal thiol-redox metabolite in trypanosomatids. In this study, we utilized genetic over-expression and pharmacological inhibition approaches to examine the role of TryS in T. cruzi proliferation, tolerance to oxidative stress and resistance to anti-protozoal drugs. According to our results, TryS-overexpressing epimastigotes (TryShi) recorded shorter doubling time and higher metacyclogenesis capacity. Besides, both epimastigotes and hiinfective trypomastigotes of TryS exhibited increased tolerance to H2O2 and current trypanocidal drugs: benznidazole and nifurtimox. Further, the treatment with TryS-specific inhibitors abolished these observed advantages in a dose-dependent manner. We also analyzed the interaction in vitro between TryShi parasites (versus control) and murine macrophages. Our results suggest that TryS-over-expression has a pro-inflammatory and pro-apoptotic effect that may favor the pathogen early escape from the infected cell. Through this approach, we conclude that TryS is essential for proliferation and survival of T. cruzi under both normal and oxidative stress conditions. Besides, TryS overexpression confers the parasite an advantage to develop resistance against drugs currently administered for the treatment of acute infection. For this reason, a specific-TryS inhibitor may be beneficial as a new therapeutic strategy for Chagas disease, as a single drug as well as combined with the available chemotherapeutic agentsFil: Mesias, Andrea Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; Argentin

Redox balance keepers and possible cell functions managed by redox homeostasis in Trypanosoma cruzi

The toxicity of oxygen and nitrogen reactive species appears to be merely the tip of the iceberg in the world of redox homeostasis. Now, oxidative stress can be seen as a two-sided process; at high concentrations, it causes damage to biomolecules, and thus, trypanosomes have evolved a strong antioxidant defense system to cope with these stressors. At low concentrations, oxidants are essential for cell signaling, and in fact, the oxidants/antioxidants balance may be able to trigger different cell fates. In this comprehensive review, we discuss the current knowledge of the oxidant environment experienced by T. cruzi along the different phases of its life cycle, and the molecular tools exploited by this pathogen to deal with oxidative stress, for better or worse. Further, we discuss the possible redox-regulated processes that could be governed by this oxidative context. Most of the current research has addressed the importance of the trypanosomes’ antioxidant network based on its detox activity of harmful species; however, new efforts are necessary to highlight other functions of this network and the mechanisms underlying the fine regulation of the defense machinery, as this represents a master key to hinder crucial pathogen functions. Understanding the relevance of this balance keeper program in parasite biology will give us new perspectives to delineate improved treatment strategies.Fil: Mesias, Andrea Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Garg, Nisha Jain. University Of Texas Medical Branch; Estados UnidosFil: Zago, María Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; Argentin

Dificultades en el proceso léxico de la lectura y escritura. Estudio de caso de un niño de 8 años

Las dificultades de aprendizaje son una de las causas más frecuentes de la deserción escolar debido a que no se detectan a tiempo dichos problemas, por la falta de información acerca del tema, de los padres y en algunos casos de los maestros. Teniendo en cuenta todo ello, es importante mencionar que el aprendizaje implica la construcción progresiva de organizaciones cognitivas que se van estructurando a través de intercambio con el medio ambiente y de la experiencia que el sujeto vive en dicho medio. Por ello el objetivo del presente estudio de caso es diseñar un plan de evaluación e intervención acorde a las necesidades que presenta un niño de 8 años y 10 meses con dificultades en el proceso léxico de la lectura y escritura. Es importante mencionar que la lectura y la escritura tienen una relación cognitiva y funcional, pues algunos procesos que se representan en la lectura también intervienen en la escritura, pero a veces son actividades independientes ya que hay alumnos que representan problemas con la lectura y no los tienen con la escritura, y viceversa. Los resultados evidencian un incremento en la precisión, fluidez y velocidad al leer y escribir, logrando mejorar los compontes de vocabulario visual y reglas de conversión grafema fonema – RCGF, así mismo se tuvo un impacto favorable en el uso de la conversión fonema grafema, al trabajar en paralelo el proceso léxico de la escritura y lectura, mejoró sus representaciones ortográficas de las palabras, presentando mejor dominio de las reglas de conversión fonema-grafema mejorando su escritura. Finalmente, al integrar el factor complementario de la memoria auditiva mejoró la asimilación y retención de la información verbal y escrita, trabajándola transversalmente. Se concluye que el plan de intervención aplicado permitió al niño mostrar avances en los procesos léxico de la lectura y escritura, así como en la memoria auditiva.Tesis de segunda especialida

Trypanothione synthetase confers growth, survival advantage and resistance to anti-protozoal drugs in Trypanosoma cruzi

Background: Chagas cardiomyopathy, caused by Trypanosoma cruzi infection, continues to be a neglected illness, and has a major impact on global health. The parasite undergoes several stages of morphological and biochemical changes during its life cycle, and utilizes an elaborated antioxidant network to overcome the oxidants barrier and establish infection in vector and mammalian hosts. Trypanothione synthetase (TryS) catalyzes the biosynthesis of glutathione-spermidine adduct trypanothione (T(SH)2) that is the principal intracellular thiol-redox metabolite in trypanosomatids. Methods and Results: We utilized genetic overexpression (TryShi) and pharmacological inhibition approaches to examine the role of TryS in T. cruzi proliferation, tolerance to oxidative stress and resistance to anti-protozoal drugs. Our data showed the expression and activity of TryS was increased in all morphological stages of TryShi (vs. control) parasites. In comparison to controls, the TryShi epimastigotes (insect stage) recorded shorter doubling time, and both epimastigotes and infective trypomastigotes of TryShi exhibited 36-71% higher resistance to H2O2 (50-1000 M) and heavy metal (1-500 M) toxicity. Treatment with TryS inhibitors (5-30 M) abolished the proliferation and survival advantages against H2O2 pressure in a dose-dependent manner in both TryShi and control parasites. Further, epimastigote and trypomastigote forms of TryShi (vs. control) T. cruzi tolerated higher doses of benznidazole and nifurtimox, the drugs currently administered for acute Chagas disease treatment. Conclusions: TryS is essential for proliferation and survival of T. cruzi under normal and oxidant stress conditions, and provides an advantage to the parasite to develop resistance against currently used antitrypanosomal drugs. TryS indispensability has been chemically validated with inhibitors that may be useful for drug combination therapy against Chagas disease.Fil: Mesias, Andrea Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Sasoni, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Arias, Diego Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Pérez Brandan, Cecilia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Orban, Oliver C. F.. Technische Universitat Carolo Wilhelmina Zu Braunschweig.; AlemaniaFil: Kunick, Conrad. Technische Universitat Carolo Wilhelmina Zu Braunschweig.; AlemaniaFil: Robello, Carlos. Instituto Pasteur de Montevideo; UruguayFil: Comini, Marcelo. Instituto Pasteur de Montevideo; UruguayFil: Garg, Nisha J.. University of Texas Medical Branch; Estados UnidosFil: Zago, María Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; Argentin

Structural features affecting trafficking, processing, and secretion of Trypanosoma cruzi mucins

Trypanosoma cruzi is wrapped by a dense coat of mucin-type molecules encoded by complex gene families termedTcSMUG and TcMUC, which are expressed in the insect- and mammal-dwelling forms of the parasite, respectively. Here, we dissect the contribution of distinct post-translational modifications on the trafficking of these glycoconjugates. In vivo tracing and characterization of tagged-variants expressed by transfected epimastigotes indicate that although the N-terminal signal peptide is responsible for targeting TcSMUG products to the endoplasmic reticulum (ER), the glycosyl phosphatidylinositol (GPI)-anchor likely functions as a forward transport signal for their timely progression along the secretory pathway. GPI-minus variants accumulate in the ER, with only a minor fraction being ultimately released to the medium as anchorless products. Secreted products, but not ER-accumulated ones, display several diagnostic features of mature mucin-type molecules including extensive O-type glycosylation, Galf-based epitopes recognized by monoclonal antibodies, and terminal Galp residues that become readily sialylated upon addition of parasite trans-sialidases. Processing of N-glycosylation site(s) is dispensable for the overall TcSMUG mucin-type maturation and secretion. Despite undergoing different O-glycosylation elaboration, TcMUC reporters yielded quite similar results, thus indicating that (i) molecular trafficking signals are structurally and functionally conserved between mucin families, and (ii) TcMUC and TcSMUG products are recognized and processed by a distinct repertoire of stage-specific glycosyltransferases. Thus, using the fidelity of a homologous expression system, we have defined some biosynthetic aspects of T. cruzi mucins, key molecules involved in parasite protection and virulence.Fil: Cánepa, Gapar E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Mesias, Andrea Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Yu, Hai. No especifica;Fil: Chen, Xi. No especifica;Fil: Buscaglia, Carlos Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentin

Evaluation of pathogen P21 protein as a potential modulator of the protective immunity induced by Trypanosoma cruzi attenuated parasites

BACKGROUND TcP21 is a ubiquitous secreted protein of Trypanosoma cruzi and its recombinant form (rP21) promotes parasite cell invasion and acts as a phagocytosis inducer by activating actin polymerisation in the host cell. OBJECTIVE Our goal was to evaluate if the additional supplementation of rP21 during a prime/boost/challenge scheme with T. cruzi TCC attenuated parasites could modify the well-known protective behavior conferred by these parasites. METHODS The humoral immune response was evaluated through the assessment of total anti-T. cruzi antibodies as well as IgG subtypes. IFN-γ, TNF-α and IL-10 were measured in supernatants of splenic cells stimulated with total parasite homogenate or rP21. FINDINGS Our results demonstrated that, when comparing TCC+rP21 vs. TCC vaccinated animals, the levels of IFN-γ were significantly higher in the former group, while the levels of IL-10 and TNF-α were significantly lower. Further, the measurement of parasite load after lethal challenge showed an exacerbated infection and parasite load in heart and skeletal muscle after pre-treatment with rP21, suggesting the important role of this protein during parasite natural invasion process. MAIN CONCLUSION Our results demonstrated that rP21 may have adjuvant capacity able to modify the cytokine immune profile elicited by attenuated parasites

Exploring the performance of Escherichia coli outer membrane vesicles as a tool for vaccine development against Chagas disease

BACKGROUND:Vaccine development is a laborious craftwork in which at least two main components must be defined: a highly immunogenic antigen and a suitable delivery method. Hence, the interplay of these elements could elicit the required immune response to cope with the targeted pathogen with a long-lasting protective capacity.OBJECTIVES:Here we evaluate the properties of Escherichia coli spherical proteoliposomes - known as outer membrane vesicles (OMVs) - as particles with natural adjuvant capacities and as antigen-carrier structures to assemble an innovative prophylactic vaccine for Chagas disease.METHODSTo achieve this, genetic manipulation was carried out on E. coli using an engineered plasmid containing the Tc24 Trypanosoma cruzi antigen. The goal was to induce the release of OMVs displaying the parasite protein on their surface.FINDINGS: As a proof of principle, we observed that native OMVs - as well as those carrying the T. cruzi antigen - were able to trigger a slight, but functional humoral response at low immunization doses. Of note, compared to the non-immunized group, native OMVs-vaccinated animals survived the lethal challenge and showed minor parasitemia values, suggesting a possible involvement of innate trained immunity mechanism.MAIN CONCLUSION: These results open the range for further research on the design of new carrier strategies focused on innate immunity activation as an additional immunization target and venture to seek for alternative forms in which OMVs could be used for optimizing vaccine development.Fil: Vázquez, María Elisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Mesias, Andrea Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Acuña, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Spangler, Joseph. Spece Sciences División. Naval Research Laboratory; Estados UnidosFil: Zabala, Brenda Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Parodi Ramoneda, Cecilia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; ArgentinaFil: Thakur, Meghna. George Mason University; Estados UnidosFil: Oh, Eunkeu. Spece Sciences División. Naval Research Laboratory; Estados UnidosFil: Walper, Scott Allan. Spece Sciences División. Naval Research Laboratory; Estados UnidosFil: Pérez Brandan, Cecilia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Patología Experimental. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias de la Salud. Instituto de Patología Experimental; Argentin