Efeito do composto 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG) no desenvolvimento do parasita Plasmodium falciparum – análise transcriptómica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: BALAU, Ana Cristina Pereira da Silva Gonçalves
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/159155
Resumo: Plasmodium falciparum é um parasita transmitido pelos mosquitos do género Anopheles, responsável por causar a forma mais grave da malária humana. O aparecimento de resistências aos antimaláricos e aos inseticidas, aliado aos fracos recursos financeiros dos países de baixa renda nas áreas endémicas, contribuem para que os grandes desafios do combate à malária sejam a sua prevenção e tratamento. No entanto, apesar da malária continuar a causar milhões de infeções e milhares de mortes todos os anos, tem vindo a selecionar polimorfismos genéticos dos eritrócitos, como a deficiência em piruvato cinase, que se revelam como protetores contra a doença e contribuem para uma maior sobrevivência do hospedeiro humano. O composto 2,3-DPG poderá vir a ser um agente terapêutico promissor, capaz de mimetizar a deficiência em piruvato cinase e, sendo endógeno, com uma toxicidade menor para o doente. Além disso, resultados prévios apontam para um efeito do composto no crescimento do parasita. É, assim, de enorme importância compreender o efeito da adição de 2,3-DPG no desenvolvimento parasitário através da análise da maturação parasitária e da resposta transcriptómica do parasita. A maturação parasitária em culturas in vitro de P. falciparum tratadas e não tratadas com 2,3-DPG foi monitorizada através de citometria de fluxo, ao longo do ciclo eritrocitário completo, até à sua lise. Posteriormente foi analisada a expressão génica através da sequenciação de bibliotecas de cDNA de parasitas tratados e não tratados com o composto no estadio de trofozoíto usando a tecnologia de sequenciação por nanoporos. O composto 2,3-DPG parece influenciar a maturação do parasita, bem como a sua progenia, com a diminuição na produção de merozoítos, o que leva a menores densidades parasitárias em culturas in vitro. O estudo da resposta transcricional mostrou o efeito que o composto 2,3- DPG tem na resposta da célula parasitária para a sua sobrevivência num ambiente hostil. A análise trascriptómica realizada sugere que a resposta ao composto pode envolver vários processos biológicos (proteção contra o stress celular, regulação do crescimento e desenvolvimento do parasita, perda de patogenicidade e virulência, entre outros). Os resultados obtidos no presente trabalho suportam o estudo mais aprofundado da deficiência em piruvato cinase, em especial o efeito de 2,3-DPG, que poderá contribuir para o aparecimento de novos agentes antimaláricos.
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No entanto, apesar da malária continuar a causar milhões de infeções e milhares de mortes todos os anos, tem vindo a selecionar polimorfismos genéticos dos eritrócitos, como a deficiência em piruvato cinase, que se revelam como protetores contra a doença e contribuem para uma maior sobrevivência do hospedeiro humano. O composto 2,3-DPG poderá vir a ser um agente terapêutico promissor, capaz de mimetizar a deficiência em piruvato cinase e, sendo endógeno, com uma toxicidade menor para o doente. Além disso, resultados prévios apontam para um efeito do composto no crescimento do parasita. É, assim, de enorme importância compreender o efeito da adição de 2,3-DPG no desenvolvimento parasitário através da análise da maturação parasitária e da resposta transcriptómica do parasita. A maturação parasitária em culturas in vitro de P. falciparum tratadas e não tratadas com 2,3-DPG foi monitorizada através de citometria de fluxo, ao longo do ciclo eritrocitário completo, até à sua lise. Posteriormente foi analisada a expressão génica através da sequenciação de bibliotecas de cDNA de parasitas tratados e não tratados com o composto no estadio de trofozoíto usando a tecnologia de sequenciação por nanoporos. O composto 2,3-DPG parece influenciar a maturação do parasita, bem como a sua progenia, com a diminuição na produção de merozoítos, o que leva a menores densidades parasitárias em culturas in vitro. O estudo da resposta transcricional mostrou o efeito que o composto 2,3- DPG tem na resposta da célula parasitária para a sua sobrevivência num ambiente hostil. A análise trascriptómica realizada sugere que a resposta ao composto pode envolver vários processos biológicos (proteção contra o stress celular, regulação do crescimento e desenvolvimento do parasita, perda de patogenicidade e virulência, entre outros). Os resultados obtidos no presente trabalho suportam o estudo mais aprofundado da deficiência em piruvato cinase, em especial o efeito de 2,3-DPG, que poderá contribuir para o aparecimento de novos agentes antimaláricos.Plasmodium falciparum is a parasite transmitted by mosquitoes of the genus Anopheles, responsible for the most severe form of human malaria. The emergence of resistance to antimalarials and insecticides and very limited resources of poor countries in endemic areas, contribute to the major challenges in the fight against malaria being its prevention and treatment. Malaria continues to cause millions of infections and thousands of deaths every year, however, erythrocyte genetic polymorphisms, such as pyruvate kinase deficiency, have been selected because they confer some protection against the disease, contributing to a greater survival of the human host. The compound 2,3-DPG may prove to be a promising therapeutic agent, capable of mimicking the deficiency in pyruvate kinase, and being endogenous with less toxicity for the patient. Furthermore, previous results point to an effect of 2,3-DPG on parasite development. It is, therefore, of great importance to understand the effect of the addition of 2,3-DPG on the parasite development through the analysis of the parasite maturation and the parasite transcriptomic response. In the present study, parasite maturation was monitored by flow cytometry, throughout the complete erythrocyte cycle. Gene expression at the trophozoite stage was analyzed by sequencing of cDNA libraries in P. falciparum in vitro cultures treated and not treated with 2,3-DPG using nanopore sequencing technology. Addition of 2,3-DPG seems to influence the maturation of the parasite, as well as its progeny, with a decrease in the merozoites production, which leads to lower parasite densities in the treated cultures. Furthermore, the study of the transcriptional response has shown the effect that 2,3-DPG has on the parasite cell response regarding its survival in a hostile environment. Transcriptomic analysis suggests that this response may involve several biological processes (protection against cell stress, regulation of parasite growth and development, loss of pathogenicity and virulence, and others). The results obtained in the present work support a furtherstudy of pyruvate kinase deficiency, in particular, the effect of 2,3-DPG, which may contribute to the emergence of new antimalarial agents.AREZ, Ana PaulaANTUNES, SandraRUNBALAU, Ana Cristina Pereira da Silva Gonçalves2023-032023-032023-03-01T00:00:00Z2024-03-18T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10362/159155TID:203371313porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-03-11T05:41:36Zoai:run.unl.pt:10362/159155Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:57:25.457362Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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