Identificação de potenciais ligantes do glicolipídeo fenólico (PGL I) do Mycobacterium leprae e seu papel como modulador do metabolismo lipídico de células de Schwann humanas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonçalves, Larissa Andrade
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/8667
Resumo: The phenolic glycolipid PGL I is an exclusive molecule of Mycobacterium leprae (M. leprae), the etiological agent of leprosy, located in the cell wall of the bacillus. Its trisaccharide portion not found in PGLs of other mycobacteria confers specificity to this molecule. PGL I interacts with receptors involved both in the invasion of host cells by M.leprae and in the evasion of the immune response induced by mycobacteria. One of the complications related to leprosy is peripheral nerve lesions, which lead to highly disabling neuropathies as a result of Schwann cell (CS) infection. It is known that PGL I is associated with M. leprae tropism by CS because it interacts with laminin type 2 present in the basal lamina of the peripheral nerve. Recent data from our group show that M. leprae and PGL I per se are capable of inducing the formation of cholesterol-rich lipid bodies (CLs), which are important organelles for the survival of the pathogen. Therefore, this project aimed to understand how PGL I could be influencing the host cell, focusing essentially on pathways associated with lipid metabolism, cholesterol synthesis and formation of CLs. Using qRT-PCR techniques to analyze gene expression, immunofluorescence, cross-linking and a reanalysis of shotgun proteomics data, we aimed to: 1) show the role of PGL I as a modulator of lipid metabolism in Schwann cells; 2) To analyze potential binding proteins of PGL I and to verify their possible relation with the activation of the transcription factor PPARγ and modulation of the lipid metabolism, seeking, therefore, to understand better, at the molecular level, how M. leprae subverts the accumulation of cholesterol to its favor. To achieve these objectives, CS cultures from the ST88-14 lineage were stimulated with the PGL I molecule per se or with a recombinant strain of M. bovis BCG expressing PGL I (BCG-PGL I). Our data suggest that PGL I was able to induce an increase in the expression of enzymes such as HMGCoA reductase and the enzyme fatty acid synthase (FASN), and our results indicate that the PGL I molecule increased the expression of the PPARγ transcription factor and the gene which encodes the prostaglandin E2 synthase enzyme (PGE2S) leading to increased production of PGE2. Through a reanalysis of proteomics data generated in our laboratory, we selected 12 potentially PGL I-binding proteins involved in lipid metabolism, as well as in the formation of CLs. In silico analysis of these proteins expanded information regarding their cellular location and the presence of transmembrane domains. Sequence analysis of these proteins also reinforced some of them as potential ligands of the PGL I molecule. We believe that the data generated from this study may contribute to a better understanding of this disease and a greater understanding of the development of neural lesions.
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Its trisaccharide portion not found in PGLs of other mycobacteria confers specificity to this molecule. PGL I interacts with receptors involved both in the invasion of host cells by M.leprae and in the evasion of the immune response induced by mycobacteria. One of the complications related to leprosy is peripheral nerve lesions, which lead to highly disabling neuropathies as a result of Schwann cell (CS) infection. It is known that PGL I is associated with M. leprae tropism by CS because it interacts with laminin type 2 present in the basal lamina of the peripheral nerve. Recent data from our group show that M. leprae and PGL I per se are capable of inducing the formation of cholesterol-rich lipid bodies (CLs), which are important organelles for the survival of the pathogen. Therefore, this project aimed to understand how PGL I could be influencing the host cell, focusing essentially on pathways associated with lipid metabolism, cholesterol synthesis and formation of CLs. Using qRT-PCR techniques to analyze gene expression, immunofluorescence, cross-linking and a reanalysis of shotgun proteomics data, we aimed to: 1) show the role of PGL I as a modulator of lipid metabolism in Schwann cells; 2) To analyze potential binding proteins of PGL I and to verify their possible relation with the activation of the transcription factor PPARγ and modulation of the lipid metabolism, seeking, therefore, to understand better, at the molecular level, how M. leprae subverts the accumulation of cholesterol to its favor. To achieve these objectives, CS cultures from the ST88-14 lineage were stimulated with the PGL I molecule per se or with a recombinant strain of M. bovis BCG expressing PGL I (BCG-PGL I). Our data suggest that PGL I was able to induce an increase in the expression of enzymes such as HMGCoA reductase and the enzyme fatty acid synthase (FASN), and our results indicate that the PGL I molecule increased the expression of the PPARγ transcription factor and the gene which encodes the prostaglandin E2 synthase enzyme (PGE2S) leading to increased production of PGE2. Through a reanalysis of proteomics data generated in our laboratory, we selected 12 potentially PGL I-binding proteins involved in lipid metabolism, as well as in the formation of CLs. In silico analysis of these proteins expanded information regarding their cellular location and the presence of transmembrane domains. Sequence analysis of these proteins also reinforced some of them as potential ligands of the PGL I molecule. We believe that the data generated from this study may contribute to a better understanding of this disease and a greater understanding of the development of neural lesions.O glicolipídeo fenólico, PGL I é uma molécula exclusiva do Mycobacterium leprae (M. leprae), agente etiológico da hanseníase, localizada na parede celular do bacilo. Sua porção trissacarídica não encontrada em PGLs de outras micobactérias confere especificidade a esta molécula. O PGL I interage com receptores envolvidos tanto na invasão de células hospedeiras pelo M. leprae quanto na evasão da resposta imune induzida pela micobactéria. Uma das complicações relacionadas à hanseníase são as lesões nos nervos periféricos, que levam a neuropatias, altamente incapacitantes como resultado da infecção de células de Schwann (CS). Sabe-se que o PGL I está associado ao tropismo do M. leprae pela CS por interagir com laminina tipo 2 presente na lâmina basal do nervo periférico. Dados recentes do nosso grupo mostraram que o M. leprae e o PGL I per se, são capazes de induzir a formação de corpúsculos lipídicos (CLs) ricos em colesterol, organelas que se mostraram importantes para a sobrevivência do patógeno. Portanto, este projeto visou compreender de que maneira o PGL I poderia estar influenciando na célula hospedeira, focando essencialmente em vias associadas ao metabolismo lipídico, a síntese de colesterol e formação de CLs. Utilizando técnicas de qRT-PCR, para análise de expressão gênica, imunofluorescência, cross-linking e uma reanálise de dados de proteômica shotgun, objetivamos: 1) mostrar o papel do PGL I como modulador do metabolismo lipídico em células de Schwann; 2) Analisar potenciais proteínas ligantes do PGL I e verificar sua possível relação com a ativação do fator de transcrição PPARγ e modulação do metabolismo lipídico, buscando, portanto, compreender melhor, a nível molecular, como o M. leprae subverte o acúmulo de colesterol a seu favor. Para alcançar estes objetivos, culturas de CS provenientes da linhagem ST88-14 foram estimuladas com a molécula de PGL I per se ou com uma cepa recombinante de M. bovis BCG que expressa o PGL I (BCG-PGL I). Nossos dados sugerem que o PGL I foi capaz de induzir uma aumento na expressão de enzimas como HMGCoA redutase e da enzima ácido graxo sintase (FASN). Além disso, nossos resultados apontam que a molécula PGL I aumentou a expressão do fator de transcrição PPARγ e do gene que codifica a enzima prostaglandina E2 sintase (PGE2S) levando a um aumento da produção de PGE2. Através de uma reanálise de dados de proteômica gerados em nosso laboratório, selecionamos 12 proteínas potencialmente ligantes de PGL I envolvidas no metabolismo lipídico, bem como na formação de CLs. Análises in silico destas proteínas expandiram informações com relação sua localização celular e presença de domínios transmembrana. Análise de sequência destas proteínas também reforçaram algumas delas como potenciais ligantes da molécula de PGL I. Acreditamos que os dados gerados a partir deste estudo, poderão contribuir para uma melhor compreensão desta doença e um maior entendimento futuro sobre o desenvolvimento das lesões neurais.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T19:40:10Z No. of bitstreams: 1 Larissa Andrade Goncalves Dissertacao completa.pdf: 2705323 bytes, checksum: 043b8fc4caea08a08287c9945b593f67 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-05T19:40:10Z (GMT). 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