Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Espada, Caroline Ricce
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42135/tde-15052024-174456/
Resumo: O fármaco de primeira escolha no tratamento da leishmaniose tegumentar no Brasil, onde Leishmania (Viannia) braziliensis é o principal agente etiológico da doença, é o antimoniato de meglumina, de uso parenteral e com eficácia tão baixa quanto 50% em algumas regiões do país. Com o objetivo de avaliar o potencial da miltefosina para o tratamento de leishmaniose tegumentar no Brasil, caracterizamos a suscetibilidade de 16 isolados clínicos brasileiros e duas cepas referência de L. (V.) braziliensis a este fármaco. Observamos variabilidade caracterizada por valores de EC50 6 e 15 vezes maiores, em formas promastigota e amastigota, respectivamente, entre os isolados mais e menos suscetíveis ao fármaco. Buscamos entender as bases moleculares envolvidas nessas diferenças de suscetibilidade intrínseca através da caracterização, nesses isolados, de alguns dos mecanismos de resistência à miltefosina mais conhecidos em Leishmania. Para isso, elegemos os isolados com menor e maior EC50 em paralelo à cepa referência. Observamos diferenças na velocidade de entrada do fármaco e de sua acumulação entre os isolados, que se revelaram reduzidas nos isolados menos suscetíveis quando comparados com isolados mais suscetíveis e a cepa referência. Polimorfismos nos genes que codificam a maquinaria de transporte de miltefosina e diferenças nas taxas de efluxo/metabolismo, fitness e compartimentalização de fármacos não apresentaram um padrão que pudesse ser correlacionado à diferença de susceptibilidade ao fármaco. Com o objetivo de ampliar a busca por mecanismos de modulação da suscetibilidade à miltefosina nestes isolados, obtivemos o sequenciamento dos transcriptomas, que revelou a presença de 36 genes diferencialmente expressos entre os isolados polares. Dentre eles observamos um aumento na abundância do mensageiro que codifica a proteína Ros3 no isolado mais suscetível. Essa proteína compõe o complexo transportador MT-Ros3, considerado como a principal via de entrada de miltefosina em Leishmania. Portanto, as diferenças na suscetibilidade e absorção de miltefosina poderiam estar relacionadas à abundância de Ros3. Demonstramos que a abundância de mRNA Ros3 e o número de cópias do gene eram maiores no isolado mais sensível. Para a validação funcional do papel da dosagem gênica de Ros3 na diferença de suscetibilidade à miltefosina utilizamos duas abordagens, a superexpressão de Ros3 no isolado menos sensível à miltefosina e em L. (L.) major e o nocaute parcial e completo deste gene em L. (L.) major. Observamos um aumento de pelo menos 40 vezes na abundância de mRNA de Ros3 nos superexpressores. No entanto, não houve redução significativa na EC50 desses parasitas para miltefosina. A deleção parcial ou completa deste gene, por sua vez, resultou em um aumento significativo de 3 e 20 vezes, respectivamente, na EC50 de L. (L.) major para miltefosina, validando a participação da proteína Ros3 na expressão do fenótipo de suscetibilidade à miltefosina. Em conclusão, mostramos que variabilidade na suscetibilidade à miltefosina ocorre entre isolados clínicos de L. (L.) braziliensis independentemente de exposição prévia ao fármaco. Mostramos ainda que um dos fatores implicados nesse fenótipo é a modulação da abundância de Ros3 ao mesmo tempo que evidenciamos que essa proteína não é a única responsável pela suscetibilidade dos parasitas.
id USP_8d97225e57cbfde709b93c5bdd3df852
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-15052024-174456
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscetSusceptibility to miltefosine in Leishmania (Viannia) braziliensis clinical isolates: phenotypic characterization and investigation of the basis involved in reduced susceptibility to the drug.L. (V.) braziliensis isolatesIsolados de L. (V.) braziliensisLeishmaniasisLeishmanioseMiltefosinaMiltefosineSusceptibilitySuscetibilidadeTratamentoTreatmentO fármaco de primeira escolha no tratamento da leishmaniose tegumentar no Brasil, onde Leishmania (Viannia) braziliensis é o principal agente etiológico da doença, é o antimoniato de meglumina, de uso parenteral e com eficácia tão baixa quanto 50% em algumas regiões do país. Com o objetivo de avaliar o potencial da miltefosina para o tratamento de leishmaniose tegumentar no Brasil, caracterizamos a suscetibilidade de 16 isolados clínicos brasileiros e duas cepas referência de L. (V.) braziliensis a este fármaco. Observamos variabilidade caracterizada por valores de EC50 6 e 15 vezes maiores, em formas promastigota e amastigota, respectivamente, entre os isolados mais e menos suscetíveis ao fármaco. Buscamos entender as bases moleculares envolvidas nessas diferenças de suscetibilidade intrínseca através da caracterização, nesses isolados, de alguns dos mecanismos de resistência à miltefosina mais conhecidos em Leishmania. Para isso, elegemos os isolados com menor e maior EC50 em paralelo à cepa referência. Observamos diferenças na velocidade de entrada do fármaco e de sua acumulação entre os isolados, que se revelaram reduzidas nos isolados menos suscetíveis quando comparados com isolados mais suscetíveis e a cepa referência. Polimorfismos nos genes que codificam a maquinaria de transporte de miltefosina e diferenças nas taxas de efluxo/metabolismo, fitness e compartimentalização de fármacos não apresentaram um padrão que pudesse ser correlacionado à diferença de susceptibilidade ao fármaco. Com o objetivo de ampliar a busca por mecanismos de modulação da suscetibilidade à miltefosina nestes isolados, obtivemos o sequenciamento dos transcriptomas, que revelou a presença de 36 genes diferencialmente expressos entre os isolados polares. Dentre eles observamos um aumento na abundância do mensageiro que codifica a proteína Ros3 no isolado mais suscetível. Essa proteína compõe o complexo transportador MT-Ros3, considerado como a principal via de entrada de miltefosina em Leishmania. Portanto, as diferenças na suscetibilidade e absorção de miltefosina poderiam estar relacionadas à abundância de Ros3. Demonstramos que a abundância de mRNA Ros3 e o número de cópias do gene eram maiores no isolado mais sensível. Para a validação funcional do papel da dosagem gênica de Ros3 na diferença de suscetibilidade à miltefosina utilizamos duas abordagens, a superexpressão de Ros3 no isolado menos sensível à miltefosina e em L. (L.) major e o nocaute parcial e completo deste gene em L. (L.) major. Observamos um aumento de pelo menos 40 vezes na abundância de mRNA de Ros3 nos superexpressores. No entanto, não houve redução significativa na EC50 desses parasitas para miltefosina. A deleção parcial ou completa deste gene, por sua vez, resultou em um aumento significativo de 3 e 20 vezes, respectivamente, na EC50 de L. (L.) major para miltefosina, validando a participação da proteína Ros3 na expressão do fenótipo de suscetibilidade à miltefosina. Em conclusão, mostramos que variabilidade na suscetibilidade à miltefosina ocorre entre isolados clínicos de L. (L.) braziliensis independentemente de exposição prévia ao fármaco. Mostramos ainda que um dos fatores implicados nesse fenótipo é a modulação da abundância de Ros3 ao mesmo tempo que evidenciamos que essa proteína não é a única responsável pela suscetibilidade dos parasitas.The first choice drug for leishmaniasis treatment in Brazil, where Leishmania (Viannia) braziliensis is the main etiological agent, is meglumine antimoniate, which is used by the parenteral route. Its efficacy can be as low as 50% in some Brazilian regions. Aiming to evaluate the potential of miltefosine for tegumentary leishmaniasis treatment in Brazil, weve characterized the susceptibility of 16 Brazilian clinical isolates and two reference strains of L. (V.) braziliensis to this drug. Susceptibility measured by EC50 varied by 6 and 15-fold, in promastigotes and amastigotes, respectively. Aiming to understand the molecular bases involved in determining the intrinsic susceptibility in these isolates, we chose the isolates presenting the lowest and highest EC50 for the characterization of some of the known mechanisms of resistance to miltefosine in Leishmania. We observed differences in the speed of drug uptake and accumulation between the isolates, which were reduced in the less susceptible when compared to more susceptible isolates and the reference strain. Polymorphisms in the genes coding for the miltefosine transport machinery and differences in the efflux/metabolism, fitness and drug compartmentalization rates did not show a pattern that could be correlated to the differences in drug susceptibility. In order to expand the search for mechanisms modulating susceptibility to miltefosine in these isolates, we looked at their sequenced transcriptome, which revealed the presence of 36 differentially expressed genes between the polar isolates. Among them, we observed an increase in the abundance of Ros3 encoding RNA in the most susceptible isolate. The Ros3 protein is a component of the MT-Ros3 transporter complex, considered as the main route of miltefosine entry in Leishmania. Therefore, the abundance of Ros3 could be related to differences in miltefosine uptake and susceptibility. We demonstrated that the abundance of Ros3 mRNA and gene copy number were increased in the most sensitive isolate. For the functional validation of the role of Ros3 gene dosage in the differential susceptibility to miltefosine we used two approaches, the overexpression of Ros3 in the less sensitive isolate and in L. (L.) major, and the partial and complete knockout of this gene in L. (L.) major. The abundance of Ros3 mRNA was increased at least 40-fold in overexpressing clones. However, there was no significant reduction in the EC50 for miltefosine in these parasites. The partial or complete deletion of Ros3, in turn, resulted in a significant increase of 3 and 20 times, respectively, in the EC50 of miltefosine in mutant L. (L.) major, validating the participation of the Ros3 protein in the susceptibility phenotype to miltefosine. In conclusion, we showed that susceptibility to miltefosine varies among clinical isolates of L. (V.) braziliensis regardless of previous exposure to the drug. Our data indicate that Ros3 cannot be considered the only player modulating Leishmania susceptibility to miltefosine. Nonetheless, we unequivocally showed that the modulation of Ros3 abundance is one of the factors involved in this phenotype.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCoelho, Adriano CappellazzoUliana, Silvia Reni BortolinEspada, Caroline Ricce2020-08-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42135/tde-15052024-174456/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-06-11T14:17:02Zoai:teses.usp.br:tde-15052024-174456Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-06-11T14:17:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet
Susceptibility to miltefosine in Leishmania (Viannia) braziliensis clinical isolates: phenotypic characterization and investigation of the basis involved in reduced susceptibility to the drug.
title Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet
spellingShingle Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet
Espada, Caroline Ricce
L. (V.) braziliensis isolates
Isolados de L. (V.) braziliensis
Leishmaniasis
Leishmaniose
Miltefosina
Miltefosine
Susceptibility
Suscetibilidade
Tratamento
Treatment
title_short Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet
title_full Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet
title_fullStr Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet
title_full_unstemmed Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet
title_sort Suscetibilidade à miltefosina em isolados clínicos de Leishmania (Viannia) braziliensis: caracterização fenotípica e investigação das bases envolvidas na redução. de suscet
author Espada, Caroline Ricce
author_facet Espada, Caroline Ricce
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Coelho, Adriano Cappellazzo
Uliana, Silvia Reni Bortolin
dc.contributor.author.fl_str_mv Espada, Caroline Ricce
dc.subject.por.fl_str_mv L. (V.) braziliensis isolates
Isolados de L. (V.) braziliensis
Leishmaniasis
Leishmaniose
Miltefosina
Miltefosine
Susceptibility
Suscetibilidade
Tratamento
Treatment
topic L. (V.) braziliensis isolates
Isolados de L. (V.) braziliensis
Leishmaniasis
Leishmaniose
Miltefosina
Miltefosine
Susceptibility
Suscetibilidade
Tratamento
Treatment
description O fármaco de primeira escolha no tratamento da leishmaniose tegumentar no Brasil, onde Leishmania (Viannia) braziliensis é o principal agente etiológico da doença, é o antimoniato de meglumina, de uso parenteral e com eficácia tão baixa quanto 50% em algumas regiões do país. Com o objetivo de avaliar o potencial da miltefosina para o tratamento de leishmaniose tegumentar no Brasil, caracterizamos a suscetibilidade de 16 isolados clínicos brasileiros e duas cepas referência de L. (V.) braziliensis a este fármaco. Observamos variabilidade caracterizada por valores de EC50 6 e 15 vezes maiores, em formas promastigota e amastigota, respectivamente, entre os isolados mais e menos suscetíveis ao fármaco. Buscamos entender as bases moleculares envolvidas nessas diferenças de suscetibilidade intrínseca através da caracterização, nesses isolados, de alguns dos mecanismos de resistência à miltefosina mais conhecidos em Leishmania. Para isso, elegemos os isolados com menor e maior EC50 em paralelo à cepa referência. Observamos diferenças na velocidade de entrada do fármaco e de sua acumulação entre os isolados, que se revelaram reduzidas nos isolados menos suscetíveis quando comparados com isolados mais suscetíveis e a cepa referência. Polimorfismos nos genes que codificam a maquinaria de transporte de miltefosina e diferenças nas taxas de efluxo/metabolismo, fitness e compartimentalização de fármacos não apresentaram um padrão que pudesse ser correlacionado à diferença de susceptibilidade ao fármaco. Com o objetivo de ampliar a busca por mecanismos de modulação da suscetibilidade à miltefosina nestes isolados, obtivemos o sequenciamento dos transcriptomas, que revelou a presença de 36 genes diferencialmente expressos entre os isolados polares. Dentre eles observamos um aumento na abundância do mensageiro que codifica a proteína Ros3 no isolado mais suscetível. Essa proteína compõe o complexo transportador MT-Ros3, considerado como a principal via de entrada de miltefosina em Leishmania. Portanto, as diferenças na suscetibilidade e absorção de miltefosina poderiam estar relacionadas à abundância de Ros3. Demonstramos que a abundância de mRNA Ros3 e o número de cópias do gene eram maiores no isolado mais sensível. Para a validação funcional do papel da dosagem gênica de Ros3 na diferença de suscetibilidade à miltefosina utilizamos duas abordagens, a superexpressão de Ros3 no isolado menos sensível à miltefosina e em L. (L.) major e o nocaute parcial e completo deste gene em L. (L.) major. Observamos um aumento de pelo menos 40 vezes na abundância de mRNA de Ros3 nos superexpressores. No entanto, não houve redução significativa na EC50 desses parasitas para miltefosina. A deleção parcial ou completa deste gene, por sua vez, resultou em um aumento significativo de 3 e 20 vezes, respectivamente, na EC50 de L. (L.) major para miltefosina, validando a participação da proteína Ros3 na expressão do fenótipo de suscetibilidade à miltefosina. Em conclusão, mostramos que variabilidade na suscetibilidade à miltefosina ocorre entre isolados clínicos de L. (L.) braziliensis independentemente de exposição prévia ao fármaco. Mostramos ainda que um dos fatores implicados nesse fenótipo é a modulação da abundância de Ros3 ao mesmo tempo que evidenciamos que essa proteína não é a única responsável pela suscetibilidade dos parasitas.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-08-11
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42135/tde-15052024-174456/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42135/tde-15052024-174456/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Reter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Reter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815257022084415488