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Título: Avaliação da atividade como chaperona e do potencial imunodiagnóstico da proteína TCTP de Paracoccidioides Spp.
Autor(es): Lima, Luis Jassen
Orientador(es): Martins, Vicente de Paulo
Coorientador(es): Felipe, Maria Sueli Soares
Assunto: Paracoccidioides
Paracoccidioidomicose
Proteínas - estrutura molecular
Fungos
Micoses sistêmicas
Data de publicação: 5-Jun-2017
Referência: MAIA, Luis Janssen. Avaliação da atividade como chaperona e do potencial imunodiagnóstico da proteína TCTP de Paracoccidioides Spp. 2016. 73 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: A paracoccidioidomicose é uma micose sistêmica causada por fungos termodimórficos do gênero Paracoccidioides. Embora seja uma das micoses sistêmicas de maior importância na América Latina, tanto por número de ocorrências quanto pela morbidade causada pela forma crônica da doença, trata-se de uma doença negligenciada e, portanto, vários aspectos relevantes à clínica da micose e à biologia do fungo não estão bem elucidados. A despeito dos registros de ocorrência da micose, o diagnóstico dessa é de difícil execução, pela dificuldade de se isolar o fungo a partir de hospedeiros infectados e pela relativa falta de padronização e elevada ocorrência de reações cruzadas em testes de imunodiagnóstico. Assim, dentre as estratégias para a melhoria do diagnóstico da doença, está o uso de proteínas expressas de forma heteróloga para servirem como alvos mais específicos e padronizáveis nestes testes. Já em relação à biologia de fungos, é sabido que poucas espécies fúngicas são capazes de infectar organismos homeotérmicos, em relação ao número de espécies capazes de infectar organismos pecilotérmicos. Em face disso, alguns trabalhos na literatura sugerem que a temperatura dos hospedeiros representa uma barreira importante para a infecção fúngica e que os mecanismos moleculares de termotolerância dos fungos patogênicos são fatores de virulência importantes. Recentemente, a proteína TCTP foi encontrada em trabalhos de proteoma em ambas as fases micelial e leveduriforme de Paracoccidioides lutzii, além de possuir estrutura primária idêntica à TCTP de Paracoccidioides brasiliensis, fazendo dessa proteína um candidato para imunodiagnóstico. Além disso, a proteína TCTP foi apontada em outros organismos como uma chaperona molecular de importância em situações de estresse térmico. Assim, o presente trabalho objetiva avaliar estas duas vertentes para os fungos do gênero Paracoccidioides. Propiedades relevantes para o imunodiagnóstico foram preditas in silico e apontam para a presença de fosforilações na proteína, bem como um alto grau de conservação de estrutura primária em eucariotos e, particularmente, em fungos. A proteína foi produzida em quantidades apreciáveis e com pureza considerável por meio de expressão heteróloga em Escherichia coli. Ensaios de ELISA e Western Blot utilizando a TCTP indicam que a proteína não foi reconhecida pela maioria dos soros oriundos de camundongos infectados com P.brasiliensis. Já em relação às propriedades de chaperona, ensaios de dicroísmo circular indicam que a proteína nativa é termoestável. Além disso, a expressão da TCTP em culturas de E.coli as tornaram mais resistentes a estresse térmico. Como perspectivas a esse trabalho estão a aplicação de sub-regiões da proteína como alvos em imunodiagnóstico e aplicações no desenvolvimento de vacinas contra a micose, além de se caracterizar as propriedades de chaperona propriamente ditas da TCTP.
Abstract: Paracoccidioidomycosis is a systemic mycosis caused by thermodimorphic fungi of the Paracoccidioides genus. Even though it is one of the most important systemic mycosis in Latin America, as a consequence of the number of its occurrences and the morbidity caused by the chronic phase of the disease, it is a neglected disease and, as such, many relevant aspects of its clinical approach and of the fungal biology are yet to be characterized. Despite the high occurrence records, the diagnostic of this mycosis is hard to be executed, because of the difficulty of isolating the fungus from infected hosts and because of the high cross-reaction occurrences in immunodiagnostic tests. In order to improve the diagnostics, one of the strategies being employed is the use of heterologously expressed proteins as targets of the immunodiagnostic tests, as they can be more precise and standardisable targets. As for the fungal biology, it is known that few fungal species are able to infect homeotherm hosts, in comparison to the number of species able to infect poikilotherm hosts. In face of this, some studies in the literature suggest the host temperature as an important barrier to the fungal infection and molecular mechanisms associated with the fungal thermotolerance as important virulence factors. Recently, the TCTP protein was found in proteome studies of both the mycelial and yeast forms of Paracoccidioides lutzii, in addition of having identical primary protein structure with the Paracoccidioides brasiliensis form of TCTP, properties which make this protein an interesting target for immunodiagnostics. In addition, the TCTP protein was identified as a molecular chaperone with significant importance in thermal stress situations. Therefore, the present study aims to evaluate these two aspects for the fungi of the Paracoccidioides genus. Relevant properties for the immunodiagnosis using this protein were predicted in silico and point to a considerable amount of phosphorilations in it as well as a high conservation of it among eukariotes and, particularly, in fungi. The protein was produced in considerable amounts and purity through heterologous expression in Escherichia coli.Immunodiagnostic tests of ELISA and Western Blot assays using the TCTP indicate this protein as not being recognized by most mice sera experimentally infected with P.brasiliensis. As in relation to the chaperone properties of the protein, circular dichroism assays indicate the native protein as thermally stable. Moreover, TCTP expression in E.coli cultures made them more resistant to thermal stress. The perspectives of this study are the application of sub-regions of the protein as targets in immunodiagnostic assays, as well as applications in vaccine development against the mycosis and the evaluation of the chaperone properties themselves of TCTP.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2017.
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