BR102018009345A2 - METHOD OF IDENTIFICATION AND USE OF THE SERPENTINE RECEIVER PFSR25 - Google Patents
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Abstract
método de identificação e uso do receptor serpentino pfsr25. a presente invenção refere-se a um método de identificação e uso do receptor serpentino pfsr25 para preparar um medicamento parasiticida, por exemplo, para o tratamento da malária. esta invenção comprova que os parasitas pfsr25 são mais sensíveis à morte induzida por cloroquina e ao estresse induzido pela remoção de suplementação do meio do que células wt (selvagens), bem como apresentam maior inibição na formação da hemozoína após o tratamento com piperaquina em comparação aos parasitas wt.method of identification and use of the pfsr25 serpentine receiver. The present invention relates to a method of identifying and using the pfsr25 serpentine receptor to prepare a parasiticidal medicine, for example, for the treatment of malaria. this invention proves that pfsr25 parasites are more sensitive to death induced by chloroquine and to stress induced by the removal of supplementation from the medium than wt (wild-type) cells, as well as showing greater inhibition in the formation of hemozoin after treatment with piperaquine compared to parasites wt.
Description
[001] A presente invenção se insere no campo da biotecnologia e descreve um método de identificação e o uso do receptor serpentino PfSR25 para preparar um medicamento parasiticida, por exemplo, para o tratamento da malária ou o tratamento de doenças veterinárias, tais como babesioses, anaplasmose e neosporose, dentre outras.[001] The present invention falls within the field of biotechnology and describes a method of identification and use of the serpentine receptor PfSR25 to prepare a parasiticidal drug, for example, for the treatment of malaria or the treatment of veterinary diseases such as babesiosis, anaplasmosis and neosporosis, among others.
[002] Adicionalmente, a presente invenção demonstra que os parasitas PfSR25 são mais sensíveis à morte induzida por piperaquina e ao estresse induzido pela remoção de suplementação do meio do que células wt (selvagens), bem como apresentam maior inibição na formação da hemozoína, após o tratamento com piperaquina em comparação aos parasitas wt.[002] Additionally, the present invention demonstrates that PfSR25 parasites are more sensitive to piperaquine-induced death and stress induced by the removal of supplementation from the medium than wt (wild) cells, as well as showing greater inhibition of hemozoin formation after piperaquine treatment compared to wt parasites.
[003] A malária é responsável por 2 a 3 milhões de mortes anualmente. O agente etiológico da forma mais agressiva da doença, o Plasmodium falciparum, invade as hemácias e reside dentro do vacúolo parasitóforo, sofrendo várias mudanças durante seu desenvolvimento.[003] Malaria is responsible for 2 to 3 million deaths annually. The etiologic agent of the most aggressive form of the disease, Plasmodium falciparum, invades red blood cells and resides within the parasitophorous vacuole, undergoing several changes during its development.
[004] Após a divisão nuclear, merozoítos (um estágio do ciclo celular do P. falciparum) são gerados, os quais, após a liberação para o sangue, invadem novas hemácias.[004] After nuclear division, merozoites (a stage of the cell cycle of P. falciparum) are generated, which, after release into the blood, invade new red blood cells.
[005] No curso da infecção, o P. falciparum é exposto a diferentes microambientes com composição iônica diversa. De acordo com estudos anteriores, sabe-se que a membrana vacuolar do Plasmodium tem a capacidade de formar um microambiente em torno dos parasitas com uma concentração de Ca2+ suficiente para permitir que a sinalização de Ca2+ persista no estágio intracelular.[005] In the course of infection, P. falciparum is exposed to different microenvironments with different ionic composition. According to previous studies, the Plasmodium vacuolar membrane is known to have the ability to form a microenvironment around the parasites with a Ca2+ concentration sufficient to allow Ca2+ signaling to persist in the intracellular stage.
[006] Em adição às mudanças nos níveis de Ca2+, durante o período de infecção em mamíferos, Plasmodia também deve lidar com mudanças dramáticas na concentração de K+, ou seja, de 5 mM, concentração encontrada na corrente sanguínea, para 140 mM, concentração encontrada no citosol das células hospedeiras.[006] In addition to changes in Ca2+ levels during the period of infection in mammals, Plasmodia must also deal with dramatic changes in K+ concentration, ie, from 5 mM, concentration found in the bloodstream, to 140 mM, concentration found in the cytosol of host cells.
[007] Ao longo dos últimos anos, foram apresentadas evidências indicando que as mudanças na concentração de K+ ao longo dos diferentes microambientes podem regular várias funções do parasita (Kumar, Garcia et al. 2007, Singh, Alam et al. 2010).[007] Over the past few years, evidence has been presented indicating that changes in K+ concentration across different microenvironments may regulate various parasite functions (Kumar, Garcia et al. 2007, Singh, Alam et al. 2010).
[008] Por exemplo, a exposição de parasitas P. berghei a altas concentrações de K+ estimula a invasão celular dos hepatócitos pelo esporozoíto da malária de roedor (Kumar, Garcia et al. 2007). Na mesma linha, reduzir a concentração de K+ de 140 mM para 5 mM K+ em merozoítos de P. falciparum provoca um aumento na concentração de Ca2+, levando à secreção do micronema e saída dos merozoítos da hemácia (Singh, Alam et al. 2010).[008] For example, exposure of P. berghei parasites to high concentrations of K+ stimulates cellular invasion of hepatocytes by the rodent malaria sporozoite (Kumar, Garcia et al. 2007). In the same vein, reducing the K+ concentration from 140 mM to 5 mM K+ in P. falciparum merozoites causes an increase in the concentration of Ca2+, leading to micronema secretion and egress of merozoites from the red cell (Singh, Alam et al. 2010) .
[009] O micronema é uma organela do parasita importante para o processo de invasão e foi sugerido que a liberação do seu conteúdo depende do aumento da concentração de Ca2+ através da ativação da fosfolipase C (PLC), mas os mecanismos moleculares que desencadeiam estes efeitos dependentes de K+ em Plasmodia permanecem, em grande parte, indefinidos.[009] The micronema is an important parasite organelle for the invasion process and it has been suggested that the release of its content depends on the increase in the concentration of Ca2+ through the activation of phospholipase C (PLC), but the molecular mechanisms that trigger these effects K+ dependents in Plasmodia remain largely undefined.
[010] Na presente invenção, é possível demonstrar que a ativação de PfSR25 (número no PlasmoDB = PF3D7_0713400), um membro putativo da família de receptores acoplados à proteína G (GPCRs), que ainda inclui PfSR1, PfSR10, PfSR12 e PfSR25 (identificados no Plasmodium), acopla mudanças nos níveis de K+, como a mobilização intracelular de Ca2+ por meio da ativação de PLC.[010] In the present invention, it is possible to demonstrate that the activation of PfSR25 (PlasmoDB number = PF3D7_0713400), a putative member of the family of G protein-coupled receptors (GPCRs), which further includes PfSR1, PfSR10, PfSR12 and PfSR25 (identified in Plasmodium), couples changes in K+ levels, such as intracellular mobilization of Ca2+ through PLC activation.
[011] Este GPCR, o único em qualquer tipo de célula eucariótica, mostrou-se capaz de responder a mudanças na concentração de K+. Assim, os parasitas PfSR25 são mais sensíveis à morte induzida por cloroquina (antimalárico) e ao estresse induzido pela remoção de suplementação do meio do que células wt (selvagens), bem como apresentam maior inibição na formação da hemozoína após o tratamento com piperaquina, em comparação aos parasitas wt.[011] This GPCR, the only one in any type of eukaryotic cell, has been shown to respond to changes in K+ concentration. Thus, PfSR25 parasites are more sensitive to chloroquine-induced death (antimalarial) and stress induced by the removal of supplementation from the medium than wt (wild) cells, as well as showing greater inhibition of hemozoin formation after treatment with piperaquine, in comparison to parasites wt.
[012] Dessa forma, aqui se propõe um método de identificação e o uso do receptor serpentino PfSR25 para preparar um medicamento parasiticida, por exemplo, para o tratamento da malária.[012] Thus, here it is proposed a method of identification and use of the serpentine receptor PfSR25 to prepare a parasiticidal drug, for example, for the treatment of malaria.
[013] O SR25 não está presente em mamíferos ou humanos. O alinhamento da sequência primária de SR25 com outros organismos patogênicos revelou a presença de genes homólogos a SR25 em organismos como Babesia bovis, Neospora caninum, Hammondia hammondi, Theileria annulata e Toxoplasma gondii.[013] SR25 is not present in mammals or humans. The primary sequence alignment of SR25 with other pathogenic organisms revealed the presence of homologous genes to SR25 in organisms such as Babesia bovis, Neospora caninum, Hammondia hammondi, Theileria annulata and Toxoplasma gondii.
[014] A rentabilidade da atividade pecuária pode ser diminuída enormemente pelos efeitos negativos dos agentes patogênicos que afetam o gado e, a fim de desenvolver políticas sustentáveis que reduzam este impacto, são necessárias metodologias e pesquisas inovadoras, como a que envolve os efeitos da resistência aos parasiticidas de uso veterinário.[014] The profitability of livestock farming can be greatly reduced by the negative effects of pathogens that affect livestock and, in order to develop sustainable policies that reduce this impact, innovative methodologies and research are needed, such as that involving the effects of resistance to parasiticides for veterinary use.
[015] Assim, as babesioses são enfermidades causadas por protozoários do gênero Babesia, o qual possui 73 espécies que parasitam diferentes hospedeiros, tais como bovinos, caprinos, ovinos, caninos e roedores. No Brasil e nos demais países da América Latina, a babesiose bovina é causada por duas espécies, a Babesia bovis e B. bigemina, e a anaplasmose é causada pela Anaplasma marginale. Popularmente, estas doenças são conhecidas como Tristeza Parasitária Bovina (TPB).[015] Thus, babesiosis are diseases caused by protozoa of the genus Babesia, which has 73 species that parasitize different hosts, such as cattle, goats, sheep, dogs and rodents. In Brazil and other Latin American countries, bovine babesiosis is caused by two species, Babesia bovis and B. bigemina, and anaplasmosis is caused by Anaplasma marginale. These diseases are popularly known as Bovine Parasitic Sadness (BPD).
[016] A neosporose em bovinos é uma doença causada pelo protozoário Neospora caninum. Estudos sorológicos de vários países demonstraram Neospora como o maior parasita causador de abortos em rebanhos leiteiros. A importância econômica da neosporose bovina é atribuída, principalmente, aos custos associados ao aborto, ao valor dos fetos, à inseminação artificial e à diminuição da produção de leite. É importante salientar que não há tratamento para Neospora caninum em bovinos e o diagnóstico pode ser feito pelo teste de Elisa e também por imunofluorescência.[016] Neosporosis in cattle is a disease caused by the protozoan Neospora caninum. Serological studies from several countries have shown Neospora as the major parasite causing abortions in dairy herds. The economic importance of bovine neosporosis is mainly attributed to the costs associated with abortion, the value of fetuses, artificial insemination and reduced milk production. It is important to emphasize that there is no treatment for Neospora caninum in cattle and the diagnosis can be made by Elisa's test and also by immunofluorescence.
[017] As perdas econômicas resultantes do parasitismo em bovinos tornam urgente a descoberta de novos alvos para o desenvolvimento de fármacos de uso veterinário. Deste modo, a SR25 mostra-se também como potencial candidato nesta busca, visto o seu papel fundamental no ciclo do parasita Plasmodium falciparum (também pertencente ao filo Apicomplexa como Babesia, Toxoplasma e Neospora).[017] The economic losses resulting from parasitism in cattle make it urgent to discover new targets for the development of veterinary drugs. Thus, SR25 is also a potential candidate in this search, given its fundamental role in the cycle of the parasite Plasmodium falciparum (also belonging to the phylum Apicomplexa as Babesia, Toxoplasma and Neospora).
[018] Alguns documentos do estado da técnica investigam o papel do PfSR25 no ciclo celular do plasmódio por meio de parasitas nocaute para este receptor e verificam fármacos antimaláricos potenciais a partir de similaridades a alvos já conhecidos, como proteínas quinases cálcio dependentes.[018] Some prior art documents investigate the role of PfSR25 in the plasmodium cell cycle through knockout parasites for this receptor and verify potential antimalarial drugs from similarities to known targets, such as calcium-dependent protein kinases.
[019] Dentre estes documentos, destacam-se “Screening de ligantes para candidatos a receptores de sete domínios transmembrânicos no parasita Plasmodium falciparum” (Budu, 2013), “Investigação de PfSR25, putativo receptor serpentino de Plasmodium falciparum” (Chaves, 2014) e artigo “In silico prediction of antimalarial drug target candidates” (Ludin et al., 2012).[019] Among these documents, stand out "Screening of ligands for candidate receptors of seven transmembrane domains in the parasite Plasmodium falciparum" (Budu, 2013), "Research of PfSR25, putative serpentine receptor of Plasmodium falciparum" (Chaves, 2014) and article “In silico prediction of antimalarial drug target candidates” (Ludin et al., 2012).
[020] Conforme previamente informado, o parasita da malária Plasmodium falciparum percebe o ambiente em que se encontra e elabora respostas celulares adequadas, as quais envolvem secreção de proteínas, crescimento e diferenciação celular.[020] As previously reported, the malaria parasite Plasmodium falciparum perceives the environment in which it is found and elaborates appropriate cellular responses, which involve protein secretion, cell growth and differentiation.
[021] Fatores relacionados com a geração de segundos mensageiros e proteínas efetoras da sinalização celular estão descritos na literatura. No entanto, a função de receptores do tipo GPCR responsáveis pela percepção de estímulos extracelulares no parasita é um tema pouco explorado.[021] Factors related to the generation of second messengers and cell signaling effector proteins are described in the literature. However, the role of GPCR-like receptors responsible for the perception of extracellular stimuli in the parasite is a little explored topic.
[022] Assim, a identificação in silico de receptores de sete domínios transmembrânicos putativos no genoma de P. falciparum, realizado de acordo com a presente invenção, possibilitou a exploração da função dos mesmos.[022] Thus, the in silico identification of receptors of seven putative transmembrane domains in the genome of P. falciparum, carried out according to the present invention, enabled the exploration of their function.
[023] As teses de Alexandre Budu e Gepoliano Chaves apresentam estudos de PfSR25 e o papel potencial de fosfatases / quinases como proteínas moduladas pela ativação de PfSR25, mas o estudo foi conduzido, em sua grande maioria, em células de mamíferos. A exceção ocorre com os dados de expressão proteica do receptor, que foi demonstrada por Alexandre Budu, em três fases eritrocíticas de P. falciparum (anel, trofozoíto e esquizonte).[023] The theses of Alexandre Budu and Gepoliano Chaves present studies of PfSR25 and the potential role of phosphatases / kinases as proteins modulated by the activation of PfSR25, but the study was conducted, for the most part, in mammalian cells. The exception occurs with the receptor protein expression data, which was demonstrated by Alexandre Budu, in three erythrocytic phases of P. falciparum (ring, trophozoite and schizont).
[024] O trabalho também sugere que KCl modula cálcio citosólico em P. falciparum e que parasitas nocaute para PFSR25 são incapazes de modular cálcio citosólico em resposta a KCl. Além disso, a modulação de PfSR25 por KCl é capaz de ativar quinases / fosfatases, levando à ativação de moléculas efetoras. Entretanto, nos documentos acima mencionados, não são apresentadas características ou informações que permitam identificar a utilização do microrganismo para preparar um medicamento para tratar malária ou doenças parasitárias de gados. Ainda, o método utilizado nas referidas anterioridades diferencia-se da presente invenção devido ao fato de terem sido utilizados tampões com diferentes composições iônicas (em particular, na concentração de K+), resultando, assim, na identificação de K+ como o agonista do receptor PfSR25.[024] The work also suggests that KCl modulates cytosolic calcium in P. falciparum and that knockout parasites for PFSR25 are unable to modulate cytosolic calcium in response to KCl. Furthermore, modulation of PfSR25 by KCl is able to activate kinases / phosphatases, leading to the activation of effector molecules. However, in the documents mentioned above, characteristics or information are not presented that allow identifying the use of the microorganism to prepare a drug to treat malaria or parasitic diseases of cattle. Furthermore, the method used in the above mentioned above differs from the present invention due to the fact that buffers with different ionic compositions were used (in particular, in the concentration of K+), thus resulting in the identification of K+ as the agonist of the PfSR25 receptor .
[025] Assim, a presente invenção mostra que o PfSR25 é responsável pela sobrevivência do parasita P. falciparum ao stress, apresentando uso potencial para preparar um medicamento com ação parasiticida, por exemplo, para tratar malária, uma vez que os parasitas se tornam mais sensíveis à morte induzida por fármacos e ao estresse induzido pela remoção de suplementação do meio comparado a células selvagens.[025] Thus, the present invention shows that PfSR25 is responsible for the survival of the parasite P. falciparum to stress, showing potential use to prepare a drug with parasiticidal action, for example, to treat malaria, once the parasites become more sensitive to drug-induced death and stress induced by removal of supplementation from the medium compared to wild-type cells.
[026] A invenção tem por objetivo propor um método de identificação e o uso do receptor serpentino PfSR25 para preparar um medicamento parasiticida, por exemplo, para o tratamento da malária ou o tratamento de doenças veterinárias, tais como babesioses, anaplasmose e neosporose, dentre outras.[026] The invention aims to propose a method of identification and use of the serpentine receptor PfSR25 to prepare a parasiticidal drug, for example, for the treatment of malaria or the treatment of veterinary diseases such as babesiosis, anaplasmosis and neosporosis, among others.
[027] Também demonstra que o referido receptor é um sensor de cátion monovalente capaz de modular a sinalização de Ca2+ nos parasitas, tornando-os, assim, mais sensíveis à morte induzida por fármacos contra a malária, tais como cloroquina e piperaquina.[027] It also demonstrates that the said receptor is a monovalent cation sensor capable of modulating Ca2+ signaling in parasites, thus making them more sensitive to death induced by drugs against malaria, such as chloroquine and piperaquine.
[028] Para obter uma total e completa visualização do objeto desta invenção, são apresentadas as figuras as quais se faz referências, conforme se segue.[028] In order to obtain a complete and complete visualization of the object of this invention, the figures which are referred to are presented, as follows.
[029] A FIG. 1 é o fluxograma da metodologia aplicada à identificação do receptor PfSR25 e de seu ligante.[029] FIG. 1 is the flowchart of the methodology applied to the identification of the PfSR25 receptor and its ligand.
[030] A FIG. 2 representa a expressão intraeritrocítica de PfSR25 e construção da linhagem nocaute, em que (A) é a expressão de proteínas por western blot (R = anel, T = trofozoíto, S = esquizonte e SS = esquizontes segmentados); (B) é IFA (adjuvante incompleto de Freund) de PfSR25 durante os estágios intraeritrocíticos; (C) é a estratégia para o nocaute do gene PfSR25; (D) é a análise por PCR da deleção de PfSR25; (E) é a análise por southern blot da deleção de PfSR25 em parasitas 3D7 wt e parasitas PfSR25-(clone 26) e (F) é a análise por western blot da proteína PfSR25 de parasitas wt e clone 26 nocaute (26) com anticorpo anti-PfSR25 de coelho.[030] FIG. 2 represents the intraerythrocytic expression of PfSR25 and construction of the knockout lineage, where (A) is the expression of proteins by western blot (R = ring, T = trophozoite, S = schizont and SS = segmented schizont); (B) is IFA (incomplete Freund's adjuvant) of PfSR25 during the intraerythrocytic stages; (C) is the PfSR25 gene knockout strategy; (D) is PCR analysis of the PfSR25 deletion; (E) is southern blot analysis of PfSR25 deletion in 3D7 wt parasites and PfSR25-(clone 26) parasites and (F) is western blot analysis of PfSR25 protein from wt and clone 26 parasites (26) with antibody rabbit anti-PfSR25.
[031] A FIG. 3 mostra graficamente como KCl e PfSR25 estão envolvidos no aumento da concentração de Ca2+ em trofozoítos tardios isolados de P. falciparum, em que (A) mostra o nível de Ca2+ citosólico detectado por citometria de fluxo em parasitas 3D7 de tipo selvagem, (B) mostra o nível de Ca2+ citosólico detectado por citometria de fluxo em parasitas PfSR25-, (C), (D), (E), (F), (G) e (H) são histogramas representativos de parasitas 3D7 wt, quando transferidos de alta para baixa concentração de KCl.[031] FIG. 3 graphically shows how KCl and PfSR25 are involved in increasing the Ca2+ concentration in late trophozoites isolated from P. falciparum, where (A) shows the cytosolic Ca2+ level detected by flow cytometry in wild-type 3D7 parasites, (B) shows the level of cytosolic Ca2+ detected by flow cytometry in PfSR25- parasites, (C), (D), (E), (F), (G) and (H) are representative histograms of 3D7 wt parasites when transferred from high to low KCl concentration.
[032] A FIG. 4 representa graficamente (A) a curva de crescimento de P. falciparum wt e PfSR25-, (B) o número de merozoítos gerados por P. falciparum wt ou PfSR25-, (C) as alterações no volume do parasita (wt ou PfSR25-) após exposição ao tampão hiperosmótico e (D) as alterações no parâmetro FSC de citometria de fluxo em parasitas P. falciparum incubados em tampão isosmótico (ISO).[032] FIG. 4 graphically represents (A) the growth curve of P. falciparum wt and PfSR25-, (B) the number of merozoites generated by P. falciparum wt or PfSR25-, (C) the changes in parasite volume (wt or PfSR25- ) after exposure to hyperosmotic buffer and (D) changes in the FSC flow cytometry parameter in P. falciparum parasites incubated in isosmotic buffer (ISO).
[033] A FIG. 5 representa: (A) a viabilidade do parasita, (B) a análise do PfMCA1 por RT-PCR quantitativa, (C) a parasitemia dos parasitas Wt e PfSR25- quando tratados com SNP (D) e CQ (E).[033] FIG. 5 represents: (A) parasite viability, (B) PfMCA1 analysis by quantitative RT-PCR, (C) parasitemia of Wt and PfSR25- parasites when treated with SNP (D) and CQ (E).
[034] A FIG. 6 representa: (A) a determinação da parasitemia após reintrodução de suplementação após 0 a 6 dias, (B) o histograma representativo da intensidade de fluorescência na FIG. 6A, (C) a determinação da parasitemia após reintrodução de suplementação após 10 dias e (D) o gráfico que mostra a parasitemia durante o experimento realizado na FIG. 6C.[034] FIG. 6 depicts: (A) determination of parasitemia after reintroduction of supplementation after 0 to 6 days, (B) representative histogram of fluorescence intensity in FIG. 6A, (C) the determination of parasitemia after reintroduction of supplementation after 10 days and (D) the graph showing parasitemia during the experiment performed in FIG. 6C.
[035] A FIG. 7 representa a porcentagem de inibição do crescimento de cristais hemozoína, em que (A) são os trofozoítos de ambos os parasitas (wt e PfSR25-) comparados com o controle e (B) é uma imagem de microscópio de luz da hemácia infectada com P. falciparum (a seta indica o cristal de hemozoína).[035] FIG. 7 represents the percentage inhibition of hemozoin crystal growth, where (A) are the trophozoites of both parasites (wt and PfSR25-) compared to the control and (B) is a light microscope image of the P-infected red cell falciparum (arrow indicates hemozoin crystal).
[036] A FIG. 8 representa graficamente o decréscimo na parasitemia in vitro de P. falciparum na presença de anticorpo anti-PfSR25.[036] FIG. 8 graphically depicts the decrease in in vitro parasitemia of P. falciparum in the presence of anti-PfSR25 antibody.
[037] A FIG. 9 representa graficamente a resposta de cálcio em trofozoítos de P. falciparum.[037] FIG. 9 graphically represents the calcium response in P. falciparum trophozoites.
[038] A presente invenção refere-se a um método de identificação e uso do receptor serpentino PfSR25 para preparar um medicamento parasiticida, por exemplo, para o tratamento da malária ou o tratamento de doenças veterinárias, tais como babesioses, anaplasmose e neosporose, dentre outras.[038] The present invention relates to a method of identification and use of the serpentine receptor PfSR25 to prepare a parasiticidal drug, for example, for the treatment of malaria or the treatment of veterinary diseases such as babesiosis, anaplasmosis and neosporosis, among others.
[039] Mais especificamente, o referido receptor (caracterizado pelo número PlasmoDB = PF3D7_0713400), o qual é um membro putativo da família de receptores acoplados à proteína G (GPCRs), é um sensor de cátion monovalente capaz de modular a sinalização de Ca2+ nos parasitas, tornando-os, dessa forma, mais sensíveis à morte induzida por fármacos contra a malária, tais como cloroquina e piperaquina.[039] More specifically, said receptor (characterized by the PlasmoDB number = PF3D7_0713400), which is a putative member of the family of G protein-coupled receptors (GPCRs), is a monovalent cation sensor capable of modulating Ca2+ signaling in parasites, thus making them more sensitive to death induced by anti-malarial drugs such as chloroquine and piperaquine.
[040] Alterações na concentração de KCl de alta (140 mM) para baixa (5,4 mM) desencadeiam o aumento da concentração de Ca2+ (Ca2+ citosólico) em parasitas isolados e este aumento de Ca2+ é bloqueado pela inibição da fosfolipase C (PLC) ou pelo esvaziamento dos estoques internos de Ca2+ do parasita.[040] Changes in KCl concentration from high (140 mM) to low (5.4 mM) trigger an increase in the concentration of Ca2+ (Cytosolic Ca2+) in isolated parasites and this increase in Ca2+ is blocked by inhibition of phospholipase C (PLC ) or by depleting the parasite's internal Ca2+ stocks.
[041] No entanto, quando o gene PfSR25 é nocauteado, nenhum efeito no aumento da concentração de Ca2+ é observado em resposta à alteração da concentração de KCl no parasita nocauteado (PfSR25-).[041] However, when the PfSR25 gene is knocked out, no effect on increasing the concentration of Ca2+ is observed in response to changing the concentration of KCl in the knocked out parasite (PfSR25-).
[042] As manipulações de DNA foram realizadas seguindo-se protocolos descritos na literatura (Sambrook, Russell et al. 2006). O fragmento de DNA do gene SR25 foi amplificado com primers específicos por reação em cadeia da polimerase (PCR). Os amplicons obtidos foram purificados e clonados em vetor para transfecção de Plasmodium pCAM. As construções PfSR25/pCAM foram utilizadas para transfectar P. falciparum 3D7 e posterior seleção de clones positivos. Parasitas P. falciparum 3D7 transfectados com a construção PfSr25-pCAM-BSD foram submetidos a vários ciclos de tratamento com a droga blasticidina (2.5 µg/ml) para selecionar os parasitas com o vetor inserido a cada duas semanas. Parasitas P. falciparum resistentes a blasticidina que reapareceram na cultura após várias semanas foram testados por PCR para avaliação de seu fenótipo para verificar se a integração ocorreu no lócus alvo.[042] DNA manipulations were performed following protocols described in the literature (Sambrook, Russell et al. 2006). The SR25 gene DNA fragment was amplified with specific primers by polymerase chain reaction (PCR). The amplicons obtained were purified and cloned into a vector for transfection of Plasmodium pCAM. The PfSR25/pCAM constructs were used to transfect P. falciparum 3D7 and subsequent selection of positive clones. P. falciparum 3D7 parasites transfected with the PfSr25-pCAM-BSD construct were subjected to several cycles of treatment with the drug blasticidin (2.5 µg/ml) to select the vector inserted parasites every two weeks. Blasticidin-resistant P. falciparum parasites that reappeared in the culture after several weeks were tested by PCR to assess their phenotype to see if integration occurred at the target locus.
[043] O método de identificação do receptor serpentino PfSR25 foi realizado conforme as etapas e descrição abaixo, sendo apresentadas de forma resumida na FIG. 1:
- a) Cultura de célula, sincronização e preparação de parasitas isolados de Plasmodium falciparum;
- b) Extração e detecção da proteína por western blot;
- c) Códon-otimização do gene PfSR25 e transfecção de células HEK293;
- d) Medida dos níveis intracelulares de cálcio;
- e) Construção de P. falciparum nocaute para o gene PfSR25.
- a) Cell culture, synchronization and preparation of isolated Plasmodium falciparum parasites;
- b) Extraction and detection of the protein by western blot;
- c) Codon-optimization of the PfSR25 gene and transfection of HEK293 cells;
- d) Measurement of intracellular calcium levels;
- e) Construction of P. falciparum knockout for the PfSR25 gene.
[044] Na etapa (a), P. falciparum foi mantido em cultura conforme metodologia já descrita por Trager and Jensen (1976). Os parasitas foram isolados pelo método da saponina e marcados com o indicador de cálcio Fluo-4AM, a fim de avaliar a dinâmica de cálcio intracelular (Cruz, Juliano et al. 2012). Hemácias infectadas com P. falciparum no estágio trofozoíto tardio/esquizonte jovem foram centrifugados (2.000 rpm, 5 min) e o pellet de 1 ml foi lavado e isolado com 0,05% de saponina no respectivo tampão contendo alta (140 mM) ou baixa (5,4 mM) concentração de K+. Em seguida, os parasitas foram marcados com 10 µM de Fluo4- AM durante 30 min a 37 °C em tampões com K+ elevado (KCl 140 mM, NaCl 5,4 mM, 0,8 MgSO4, 5,5 D-glucose, 50 MOPS, 2 mM CaCl2 pH 7,2); K+ baixo (KCl 5,4 mM, NaCl 140 mM, 0,8 MgSO4, 5,5 D-glucose, 50 MOPS, 2 CaCl2, pH 7,2); K-gluconato (K+- gluconato de 140 mM, 5 mM de Na+-gluconato, 0,8 MgSO4, 5,5 D-glucose, 50 MOPS, 2 mM CaCl2, pH 7,2) e Na+-gluconato (5,4 mM de K+-gluconato, 140 mM de Na+-gluconato, 0,8 MgSO4, 5,5 D-glucose, 50 MOPS, 2 mM CaCl2, pH 7,2), respectivamente. Os parasitas isolados foram então lavados três vezes no respectivo tampão e 5x107 parasitas foram transferidos para o frasco contendo alto ou baixo K+ antes do experimento. Para U73122 e U73343, os parasitas foram pré-tratados durante 1 min após a marcação com Fluo4-AM. A mudança na fluorescência de Fluo4-AM foi medida durante 2 minutos em cada experimento por citometria de fluxo (FACSCalibur, Becton Dickinson, EUA). Fluo4-AM foi excitado com um laser de argônio de 488 nm e a emissão de fluorescência foi coletada a 520-530 nm. Todos os dados foram analisados no software FlowJo. A dinâmica do cálcio citosólico também foi monitorada em espectrofluorofotômetro Shimadzu (RF5301PC, Japão) em parasitas marcados com Fluo4-AM.[044] In step (a), P. falciparum was kept in culture according to the methodology already described by Trager and Jensen (1976). The parasites were isolated by the saponin method and labeled with the calcium indicator Fluo-4AM, in order to assess the intracellular calcium dynamics (Cruz, Juliano et al. 2012). Red cells infected with P. falciparum at the late trophozoite/young schizont stage were centrifuged (2000 rpm, 5 min) and the 1 ml pellet was washed and isolated with 0.05% saponin in the respective buffer containing high (140 mM) or low (5.4 mM) K+ concentration. Then, the parasites were labeled with 10 µM Fluo4-AM for 30 min at 37°C in high K+ buffers (140 mM KCl, 5.4 mM NaCl, 0.8 MgSO4, 5.5 D-glucose, 50 MOPS, 2 mM CaCl2 pH 7.2); low K+ (5.4 mM KCl, 140 mM NaCl, 0.8 MgSO4, 5.5 D-glucose, 50 MOPS, 2 CaCl2, pH 7.2); K-gluconate (K+-140 mM gluconate, 5 mM Na+-gluconate, 0.8 MgSO4, 5.5 D-glucose, 50 MOPS, 2 mM CaCl2, pH 7.2) and Na+-gluconate (5.4 mM K+-gluconate, 140 mM Na+-gluconate, 0.8 MgSO4, 5.5 D-glucose, 50 MOPS, 2 mM CaCl2, pH 7.2, respectively. The isolated parasites were then washed three times in the respective buffer and 5x107 parasites were transferred to the flask containing high or low K+ before the experiment. For U73122 and U73343, parasites were pretreated for 1 min after labeling with Fluo4-AM. The change in Fluo4-AM fluorescence was measured for 2 minutes in each experiment by flow cytometry (FACSCalibur, Becton Dickinson, USA). Fluo4-AM was excited with a 488 nm argon laser and the fluorescence emission was collected at 520-530 nm. All data were analyzed using FlowJo software. Cytosolic calcium dynamics was also monitored in a Shimadzu spectrofluorophotometer (RF5301PC, Japan) in parasites labeled with Fluo4-AM.
[045] Na etapa (b), o extrato proteico total de P. falciparum foi extraído. Para análise do estágio específico da expressão de PfSR25, culturas foram sincronizadas com duas incubações consecutivas em 5 % de sorbitol e proteínas foram coletadas: a) os anéis foram coletados 6 horas após a sincronização, b) uma mistura de trofozoítos e esquizontes jovens foram coletados 24 horas após a sincronização, c) uma mistura de esquizontes maduros e anéis foram coletados 36 horas após sincronização.[045] In step (b), the total protein extract of P. falciparum was extracted. To analyze the specific stage of PfSR25 expression, cultures were synchronized with two consecutive incubations in 5% sorbitol and proteins were collected: a) rings were collected 6 hours after synchronization, b) a mixture of trophozoites and young schizonts were collected 24 hours after synchronization, c) a mixture of mature schizonts and rings was collected 36 hours after synchronization.
[046] Em cada ponto, os parasitas isolados foram ressuspendidos em tampão de lise compreendendo (em mM) 50 Tris-HCl, pH 8.0, 150 NaCl, 5 EDTA e 0,5 % Nonidet P40 suplementado com a seguinte mistura de inibidores de protease: 1 mM PMSF, 0,01 mM benzamidina, 10 µg ml-1 aprotinina, 10 µg ml-1 leupeptina, 10 µg ml-1 pepstatina, 10 µg ml-1 quimotastina, 0,1 mM Na3VO4, e 20 µM fluoreto de sódio.[046] At each point, the isolated parasites were resuspended in lysis buffer comprising (in mM) 50 Tris-HCl, pH 8.0, 150 NaCl, 5 EDTA and 0.5% Nonidet P40 supplemented with the following mixture of protease inhibitors : 1 mM PMSF, 0.01 mM benzamidine, 10 µg ml-1 aprotinin, 10 µg ml-1 leupeptin, 10 µg ml-1 pepstatin, 10 µg ml-1 chymotastine, 0.1 mM Na3VO4, and 20 µM fluoride sodium.
[047] O material particulado foi removido por centrifugação a 14000 g por 15 minutos e as proteínas foram separadas em 10% SDS-PAGE sob condições redutoras e transferidas para membrana de PVDF (difluoreto de polivinilideno). A membrana foi bloqueada por 1 hora em 5% leite / TBS-T (Tris-HCl 20 mM, NaCl 150 mM, Tween 20 0,05%) e incubada com anticorpos específicos na diluição de 1:2000 em 5 % leite / TBS-T durante a noite. Após lavagens extensivas, os blots foram incubados com 1:10000 de anticorpo anti-coelho conjugado a HRP por 1 hora, lavado e visualizado usando-se Plus ECL.[047] The particulate matter was removed by centrifugation at 14000 g for 15 minutes and the proteins were separated in 10% SDS-PAGE under reducing conditions and transferred to PVDF (polyvinylidene difluoride) membrane. The membrane was blocked for 1 hour in 5% milk / TBS-T (20 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20) and incubated with specific antibodies at a 1:2000 dilution in 5% milk / TBS -T overnight. After extensive washes, blots were incubated with 1:10000 anti-rabbit antibody conjugated to HRP for 1 hour, washed and visualized using Plus ECL.
[048] As proteínas extraídas foram utilizadas na detecção de PfSR25 por western blot. Anticorpos policlonais anti-PfSR25 foram utilizados no experimento, em que se observou a presença de uma banda específica para o receptor PfSR25, de aproximadamente 43 kDa, tamanho correspondente à predição para esta proteína. Além disso, fica claro a partir do western blot que PfSR25 é expresso durante todo o ciclo eritrocítico (como pode ser observado na FIG. 2). As proteínas foram separadas em géis SDS-PAGE a 10% em condições redutoras, transferidas para nitrocelulose e bloqueadas com 5% de leite em pó. Anticorpo policlonal específico para PfSR25 foi adicionado à membrana (sequência do epítopo GTGEVKW) numa diluição 1:2000. Após lavagens, as membranas foram incubadas com IgG de cabra anti-coelho conjugada com HRP (GE Healthcare) em uma diluição de 1:10000 durante 1 h. Novamente as membranas foram lavadas e as bandas visualizadas usando Plus ECL (GE Healthcare).[048] The extracted proteins were used in the detection of PfSR25 by western blot. Anti-PfSR25 polyclonal antibodies were used in the experiment, in which the presence of a specific band for the PfSR25 receptor, of approximately 43 kDa, was observed, a size corresponding to the prediction for this protein. Furthermore, it is clear from the western blot that PfSR25 is expressed throughout the erythrocytic cycle (as seen in FIG. 2). Proteins were separated on 10% SDS-PAGE gels under reducing conditions, transferred to nitrocellulose and blocked with 5% powdered milk. Polyclonal antibody specific for PfSR25 was added to the membrane (epitope sequence GTGEVKW) at a 1:2000 dilution. After washes, membranes were incubated with HRP-conjugated goat anti-rabbit IgG (GE Healthcare) at a dilution of 1:10000 for 1 h. Again membranes were washed and bands visualized using Plus ECL (GE Healthcare).
[049] Na etapa (c), para a expressão heteróloga em células de mamíferos, o gene que codifica o receptor PfSR25 foi sintetizado em uma versão códon-otimizada. Para isso, os códons do gene original (ricos em adenina e timina) foram modificados (otimizados) para sua melhor expressão em células de mamíferos. Esta códon-otimização foi realizada pela empresa GenScript, utilizando um algoritmo específico. Porém, outros softwares disponíveis comercialmente podem ser utilizados. Os plasmídeos contendo o gene códon-otimizado foram empregados na transfecção de células HEK293, seguido de experimentos para a análise da dinâmica de cálcio, 48 horas após a transfecção. Para esses experimentos, as células HEK293 transfectadas foram transferidas para placa de 96 poços onde cresceram por 48 horas. Após, as células foram marcadas com indicador de Ca2+ e expostas a diversos compostos e drogas e a dinâmica de Ca2+ foi medida.[049] In step (c), for heterologous expression in mammalian cells, the gene encoding the PfSR25 receptor was synthesized in a codon-optimized version. For this, the codons of the original gene (rich in adenine and thymine) were modified (optimized) for their better expression in mammalian cells. This codon-optimization was performed by the company GenScript, using a specific algorithm. However, other commercially available software can be used. The plasmids containing the codon-optimized gene were used in the transfection of HEK293 cells, followed by experiments for the analysis of calcium dynamics, 48 hours after transfection. For these experiments, the transfected HEK293 cells were transferred to a 96-well plate where they grew for 48 hours. Afterwards, the cells were labeled with Ca2+ indicator and exposed to several compounds and drugs and the Ca2+ dynamic was measured.
[050] Na etapa (d), as células HEK293 transfectadas com o gene PfSR25 foram submetidas a high-throughput screening (triagem de alta produtividade) para identificar os possíveis ligantes de PfSR25. Para isso, diversos compostos foram testados, tais como: adenosina trifosfato (ATP), guanosina trifosfato (GTP), uridina trifosfato (UTP), ácido xanturênico, melatonina, cAMP, n-acetil cisteína, serotonina e NaCl, em que buscou-se identificar se PfSR25 poderia ser ativado por íons. Como previamente descrito, o receptor PfSR25 foi sintetizado em uma versão códonotimizada e empregado na transfecção de células HEK293, seguido de experimentos para a análise da dinâmica de cálcio, 48 horas após a transfecção (Tabela 1). [050] In step (d), HEK293 cells transfected with the PfSR25 gene were subjected to high-throughput screening (high throughput screening) to identify possible PfSR25 ligands. For this, several compounds were tested, such as: adenosine triphosphate (ATP), guanosine triphosphate (GTP), uridine triphosphate (UTP), xanthurenic acid, melatonin, cAMP, n-acetyl cysteine, serotonin and NaCl. identify whether PfSR25 could be activated by ions. As previously described, the PfSR25 receptor was synthesized in a codon-optimized version and used in the transfection of HEK293 cells, followed by experiments for the analysis of calcium dynamics, 48 hours after transfection (Table 1).
[051] Após extensa análise, concluiu-se que PfSR25 era ativado por K+, sendo que a resposta de Ca2+ não era ativada por outros íons. Assim, o PfSR25 se tornou o primeiro receptor de K+ identificado até o momento. Após a identificação do ligante de SR25, procedeu-se a análise da resposta de Ca2+ a K+ em P. falciparum marcado com Fluo-4AM. Quando expostos a alterações no nível de K+ no meio, P. falciparum respondeu com aumento intracelular de K+, indicando, assim, a presença de um receptor para esse íon no parasita.[051] After extensive analysis, it was concluded that PfSR25 was activated by K+, and the Ca2+ response was not activated by other ions. Thus, PfSR25 became the first K+ receptor identified to date. After identification of the SR25 ligand, the Ca2+ to K+ response in P. falciparum labeled with Fluo-4AM was analyzed. When exposed to changes in the K+ level in the medium, P. falciparum responded with an intracellular increase in K+, thus indicating the presence of a receptor for this ion in the parasite.
[052] Na etapa (e), a fim de confirmar os resultados obtidos anteriormente, foi construída uma versão transgênica do parasita P. falciparum em que o gene pfsr25 foi deletado. A exposição dos parasitas P. falciparum SR25 nocaute a tampões com diferentes concentrações de K+ (140mM e 5 mM de KCl) não foi capaz de gerar uma resposta de Ca2+ no parasita, confirmando, assim, que o receptor PfSR25 é responsivo ao íon K+ (como pode ser observado na FIG. 3). Para isso Parasitas sincronizados no estágio de trofozoítos respondem a KCl de modo dose dependente, resposta esta que é mantida mesmo quando o Ca2+ extracelular foi quelado com 2 mM EGTA. Em adição, experimentos na realizados na presença de 5 μM tapsigargina ou 10 µM ácido ciclopiazônico a fim de induzir a liberação de Ca2+ a partir de estoques internos do parasite levaram a inibição da resposta a KCl, indicando deste modo que os estoques internos de cálcio apresentam um importante papel como regulador positivo na resposta desencadeada por KCl, observação confirmada pela inibição da atividade de PLC com 1 μM U73122. A adição de seu análogo inativo, U73343 não alterou a resposta a KCl. Por outro lado, KCl não promoveu um aumento de Ca2+ em trofozoítos isolados de parasitas nocautes para pfsr25, porém, a adição de tapsigargina após KCl demonstrou a existência de cálcio nos estoques internos passíveis de ser mobilizado.[052] In step (e), in order to confirm the results obtained previously, a transgenic version of the P. falciparum parasite in which the pfsr25 gene was deleted was constructed. The exposure of P. falciparum SR25 knockout parasites to buffers with different K+ concentrations (140mM and 5 mM KCl) was not able to generate a Ca2+ response in the parasite, thus confirming that the PfSR25 receptor is responsive to the K+ ion ( as can be seen in Fig. 3). For this Parasites synchronized in the trophozoite stage respond to KCl in a dose-dependent manner, a response that is maintained even when the extracellular Ca2+ was chelated with 2 mM EGTA. In addition, experiments performed in the presence of 5 μM thapsigargin or 10 μM cyclopiazonic acid in order to induce the release of Ca2+ from internal parasite stores led to inhibition of the response to KCl, thus indicating that internal calcium stores present an important role as a positive regulator in the response triggered by KCl, an observation confirmed by the inhibition of PLC activity with 1 μM U73122. The addition of its inactive analogue, U73343 did not alter the response to KCl. On the other hand, KCl did not promote an increase in Ca2+ in trophozoites isolated from parasites that knocked out pfsr25, however, the addition of thapsigargin after KCl demonstrated the existence of calcium in the internal stores capable of being mobilized.
[053] Assim, ao incubarmos os parasitas P. falciparum PfSR25 nocaute e os parasitas selvagens ao antimalárico piperaquina, observamos que os parasitas nocaute são mais suscetíveis a presença do fármaco.[053] Thus, when we incubated the P. falciparum PfSR25 knockout parasites and the wild parasites to the antimalarial piperaquine, we observed that the knockout parasites are more susceptible to the presence of the drug.
[054] Esse fato, de extrema importância médica, indica que PfSR25 apresenta um papel na atuação de medicamentos contra a malária e, mais importante, poderá ser utilizado como alvo no desenvolvimento de novas estratégias para erradicação da malária.[054] This fact, of extreme medical importance, indicates that PfSR25 has a role in the performance of drugs against malaria and, more importantly, can be used as a target in the development of new strategies for the eradication of malaria.
[055] Os testes abaixo foram realizados de acordo com protocolos conhecidos do estado da técnica e comprovam a atividade do receptor serpentino PfSR25 no tratamento da malária ou o tratamento de doenças veterinárias, tais como babesioses, anaplasmose e neosporose, dentre outras.[055] The tests below were performed according to protocols known from the state of the art and prove the activity of the serpentine receptor PfSR25 in the treatment of malaria or the treatment of veterinary diseases such as babesiosis, anaplasmosis and neosporosis, among others.
[056] Por análises de bioinformáticas foram identificados quatro potenciais GPCRs no genoma de Plasmodium falciparum e foram gerados anticorpos contra essas proteínas. As sequências desses receptores possuem os 7 domínios transmembrana característicos desses receptores que são responsáveis pelo seu ancoramento na membrana. Em particular, a análise por Western blots com um anticorpo policlonal anti-PfSR25 específico revelou a expressão de uma banda com aproximadamente 43 kDa (consistente com a massa molecular prevista de PfSR25) nos estágios intraeritrocíticos do parasita (R, T e S).[056] By bioinformatics analysis four potential GPCRs were identified in the genome of Plasmodium falciparum and antibodies against these proteins were generated. The sequences of these receptors have the 7 transmembrane domains characteristic of these receptors that are responsible for their anchoring in the membrane. In particular, Western blot analysis with a specific anti-PfSR25 polyclonal antibody revealed the expression of an approximately 43 kDa band (consistent with the predicted molecular mass of PfSR25) in the intraerythrocytic stages of the parasite (R, T and S).
[057] Ainda, essa banda era mais intensa em parasitas mais maduros, ou seja, nos estágios T e S, e muito fraco no estágio R (vide FIG. 2A). A análise de imagens de imunofluorescência em diferentes pontos do ciclo revelou a presença de PfSR25 em parasitas no estágio de R e T com padrão de marcação difusa. Com o intuito de analisar a expressão de PfSR25 ao longo do ciclo intraeritrocítico, parasitas P. falciparum sincronizados em diferentes fases foram isolados e proteína total foi coletada e realizou-se experimentos de western blot. A proteína PfSR25 foi detectada na altura de 43kDa e sua expressão pode ser observada em todo o ciclo, sendo mais abundante nas fases de trofozoíto e esquizonte.[057] Furthermore, this band was more intense in more mature parasites, that is, in the T and S stages, and very weak in the R stage (see FIG. 2A). Analysis of immunofluorescence images at different points in the cycle revealed the presence of PfSR25 in R and T stage parasites with a diffuse labeling pattern. In order to analyze the expression of PfSR25 throughout the intraerythrocytic cycle, P. falciparum parasites synchronized in different phases were isolated and total protein was collected and western blot experiments were carried out. The PfSR25 protein was detected at the height of 43kDa and its expression can be observed throughout the cycle, being more abundant in the trophozoite and schizont phases.
[058] Curiosamente, uma marcação particularmente intensa foi detectada em esquizontes, ou seja, o estágio anterior à saída do parasita da hemácia. Finalmente, o PfSR25 foi claramente detectado na forma invasiva do parasita, isto é, o merozoíto. A co-localização com a proteína de superfície de Plasmodium MSP-1 revela a expressão de SR25 na membrana do parasita (vide FIG. 2B).[058] Interestingly, a particularly intense marking has been detected in schizonts, ie, the stage prior to the parasite's exit from the red cell. Finally, PfSR25 was clearly detected in the invasive form of the parasite, ie, the merozoite. Co-localization with the surface protein of Plasmodium MSP-1 reveals the expression of SR25 on the parasite membrane (see FIG. 2B).
[059] Para investigar o papel funcional do PfSR25 em P. falciparum, foram gerados e caracterizados clones de parasitas nocaute (vide FIGs. 2C-F). A interrupção do gene foi verificada por PCR (vide FIG. 2D), Southern blot (vide FIG. 2E) e expressão da proteína por Western blot (vide FIG. 2F). Como esperado, nem o gene SR25 nem a proteína foram detectados nas amostras de PfSR25-.[059] To investigate the functional role of PfSR25 in P. falciparum, knockout parasite clones were generated and characterized (see FIGs. 2C-F). Gene disruption was verified by PCR (see FIG. 2D), Southern blot (see FIG. 2E) and protein expression by Western blot (see FIG. 2F). As expected, neither the SR25 gene nor the protein was detected in the PfSR25- samples.
[060] Parasitas P. falciparum 3D7 transfectados com a construção PfSr25-pCAM-BSD foram submetidos a vários ciclos de tratamento com a droga blasticidina (2,5 µg/ml) para selecionar os parasitas com o vetor inserido a cada duas semanas. Parasitas P. falciparum resistentes a blasticidina que reapareceram na cultura após várias semanas foram testados por PCR para avaliação de seu fenótipo para verificar se a integração ocorreu no lócus alvo. Primeiramente, o DNA genômico das culturas dos parasitas 3D7 (controle) e cultura transfectada (PfSr25) resistentes a blasticidina foram isolados como descrito previamente e submetidos a PCR com primers específicos desenhados para tal finalidade. Seguidamente, a cultura com parasitas transfectados foram submetidos a diluição limitante em placas de 96 poços (0,25 a 1 parasita/ poço). A varredura inicial consistiu em detectar em quais poços existiam parasitas e de acordo com isso seguiu-se o protocolo descrito por Khoma et al 2007. Para esta finalidade as culturas presentes nos wells foram analisadas usando o ensaio LDH, usando duas soluções para detectar e medir a atividade da enzima LDH, a primeira solução é o Malstat composto de Triton X-100, L-lactato, Tris e 3-acetilpiridina adenina dinucleotídeo (APAD) e a segunda, o reagente NBT/PES preparado com nitro-azul de tetrazólio e etosulfato de fenazina. A seguir adicionaram-se 100 μl da solução Malstat e 25 ul da solução NBT/PES em outra placa de 96 poços e, por último, adicionaram-se 15 μl das miniculturas, iniciando a reação lactato deshidrogenase. O desenvolvimento da coloração da reação LDH na placa foi monitorado colorimetricamente a 620nm com um leitor de placa após uma hora de incubação livre de luz. Além do PCR e Southern blot, realizamos também experimentos de Western blot e imunofluorescência a fim de confirmar o nocaute para a proteína PfSR25. A partir da FIG. 2F podemos observar que estes clones não apresentam a banda correspondente à PfSR25, a qual pode ser observada em parasitas selvagem 3D7, confirmando assim o nocauteamento de PfSR25, informações semelhantes podem ser obtidas quando da observação de imagens de imunofluorescência para estes clones.[060] P. falciparum 3D7 parasites transfected with the PfSr25-pCAM-BSD construct were subjected to several cycles of treatment with the drug blasticidin (2.5 µg/ml) to select the parasites with the vector inserted every two weeks. Blasticidin-resistant P. falciparum parasites that reappeared in the culture after several weeks were tested by PCR to assess their phenotype to see if integration occurred at the target locus. First, genomic DNA from cultures of 3D7 parasites (control) and transfected culture (PfSr25) resistant to blasticidin were isolated as previously described and submitted to PCR with specific primers designed for this purpose. Then, the cultures with transfected parasites were subjected to limiting dilution in 96-well plates (0.25 to 1 parasite/well). The initial scan consisted of detecting in which wells there were parasites and, accordingly, the protocol described by Khoma et al 2007 was followed. For this purpose, the cultures present in the wells were analyzed using the LDH assay, using two solutions to detect and measure the activity of the LDH enzyme, the first solution is Malstat composed of Triton X-100, L-lactate, Tris and 3-acetylpyridine adenine dinucleotide (APAD) and the second, the NBT/PES reagent prepared with nitro-blue tetrazolium and phenazine ethosulfate. Then, 100 μl of Malstat solution and 25 μl of NBT/PES solution were added in another 96-well plate and, finally, 15 μl of the minicultures were added, starting the lactate dehydrogenase reaction. The color development of the LDH reaction on the plate was monitored colorimetrically at 620nm with a plate reader after a one hour light-free incubation. In addition to PCR and Southern blot, we also performed Western blot and immunofluorescence experiments in order to confirm the knockout for the PfSR25 protein. From FIG. 2F we can observe that these clones do not present the band corresponding to PfSR25, which can be observed in wild 3D7 parasites, thus confirming the knockout of PfSR25, similar information can be obtained when observing immunofluorescence images for these clones.
[061] A fim de descobrir o agonista do receptor serpentino PfSR25, foi realizado um ensaio high-throughput em fluorímetro de placa. Para isso, parasitas nocautes do receptor PfSR25 foram construídos e ensaios de cálcio com adição de K foram realizados.[061] In order to discover the serpentine receptor agonist PfSR25, a high-throughput plate fluorimeter assay was performed. For this, knockout parasites of the PfSR25 receptor were constructed and calcium tests with addition of K were carried out.
[062] Para caracterizar funcionalmente o papel do PfSR25, a resposta de parasitas wt e PfSR25- a uma série de diferentes estímulos foi comparada, em particular no que se refere à sinalização de Ca2+ de parasitas no estágio trofozoíto maduro / esquizonte jovem.[062] To functionally characterize the role of PfSR25, the response of wt and PfSR25- parasites to a number of different stimuli was compared, in particular with regard to Ca2+ signaling from parasites in the mature trophozoite/young schizont stage.
[063] O efeito sobre a concentração de Ca2+ citosólico ao alterar a concentração extracelular de K+ foi observado. Para este fim, os parasitas no estágio trofozoíto tardio, foram isolados das hemácias, marcados com o indicador de Ca2+ fluorescente Fluo4-AM e incubados nos respectivos tampões com alto K+ / baixo Na+ (KCl 140 mM, NaCl 5,4 mM) e baixo K+ / alto Na+ (KCl 5,4 mM, NaCl 140 mM) suplementado com CaCl2 2 mM.[063] The effect on cytosolic Ca2+ concentration by changing the extracellular K+ concentration was observed. For this purpose, the late trophozoite stage parasites were isolated from red blood cells, labeled with the fluorescent Ca2+ indicator Fluo4-AM and incubated in the respective buffers with high K+ / low Na+ (140 mM KCl, 5.4 mM NaCl) and low K+ / high Na+ (5.4 mM KCl, 140 mM NaCl) supplemented with 2 mM CaCl2.
[064] A mudança na fluorescência foi observada quando os parasitas foram transferidos de um tampão com alto K+ para baixo K+, mas nenhuma alteração foi observada na condição oposta, isto é, K+ baixo para K+ alto em parasitas wt (vide FIG. 3A, C). O mesmo protocolo foi, então, empregado para o parasita PfSR25-, porém, esses parasitas não responderam às mudanças na concentração de KCl quando trocados de um tampão de alto para baixo de K+ (vide FIG. 3B, G).[064] The change in fluorescence was observed when the parasites were transferred from a buffer with high K+ to low K+, but no change was observed in the opposite condition, ie, low K+ to high K+ in wt parasites (see FIG. 3A, Ç). The same protocol was then employed for the PfSR25- parasite, however these parasites did not respond to changes in KCl concentration when switched from a high to low K+ buffer (see FIG. 3B, G).
[065] Quando os parasitas PfSR25- foram transferidos de alto para baixo K+ e tratados com tapsigargina 5 μM (THG), observou-se um aumento da concentração de Ca2+ citosólico, indicando que as reservas internas de Ca2+ estão normalmente preenchidas (vide FIG. 3H). Neste ensaio, hemácias infectadas com P. falciparum no estágio trofozoíto tardio/esquizonte jovem foram centrifugados (2.000 rpm, 5 min) e o pellet de 1 ml foi lavado e isolado com 0,05 % de saponina no respectivo tampão contendo alta (140 mM) ou baixa (5,4 mM) concentração de K.[065] When PfSR25- parasites were transferred from high to low K+ and treated with 5 μM thapsigargin (THG), an increase in cytosolic Ca2+ concentration was observed, indicating that the internal Ca2+ reserves are normally filled (see FIG. 3H). In this assay, red cells infected with P. falciparum at the late trophozoite/young schizont stage were centrifuged (2000 rpm, 5 min) and the 1 ml pellet was washed and isolated with 0.05% saponin in the respective high-containing buffer (140 mM ) or low (5.4 mM) concentration of K.
[066] Os parasitas foram, então, transferidos para o frasco contendo alto ou baixo K+ antes do experimento. Para U73122 e U73343, os parasitas foram pré-tratados durante 1 min após a marcação com Fluo4-AM. A mudança na fluorescência de Fluo4-AM foi medida durante 2 minutos em cada experimento por citometria de fluxo.[066] The parasites were then transferred to the flask containing high or low K+ before the experiment. For U73122 and U73343, parasites were pretreated for 1 min after labeling with Fluo4-AM. The change in Fluo4-AM fluorescence was measured for 2 minutes in each experiment by flow cytometry.
[067] Em seguida, a fim de investigar se o aumento da concentração de Ca2+ citosólico após a mudança no KCl depende do influxo de Ca2+ a partir do meio extracelular ou na liberação dos estoques intracelulares de Ca2+ (ou ambos), o mesmo experimento mostrado na FIG. 3C foi realizado em tampão sem Ca2+ extracelular (e na presença de EGTA 2 mM).[067] Next, in order to investigate whether the increase in cytosolic Ca2+ concentration after the change in KCl depends on the influx of Ca2+ from the extracellular medium or on the release of intracellular Ca2+ stores (or both), the same experiment shown in FIG. 3C was performed in buffer without extracellular Ca2+ (and in the presence of 2 mM EGTA).
[068] O aumento da concentração do Ca2+ citosólico induzido por KCl persistiu nestas últimas condições, indicando claramente que as alterações na concentração de KCl no meio extracelular mobilizam Ca2+ a partir de estoques intracelulares (vide FIG. 3E). Para confirmar esta conclusão, os parasitas foram tratados com ácido ciclopiazônico (CPA, 10 μM) para esvaziar estoques internos de Ca2+ e nenhuma diferença foi observada em concentração alta ou alta para baixa de KCl.[068] The KCl-induced increase in cytosolic Ca2+ concentration persisted in these latter conditions, clearly indicating that changes in KCl concentration in the extracellular medium mobilize Ca2+ from intracellular stores (see FIG. 3E). To confirm this conclusion, the parasites were treated with cyclopiazonic acid (CPA, 10 µM) to deplete internal Ca2+ stores and no difference was observed in high or high to low KCl concentration.
[069] O tratamento com CPA foi suficiente para prevenir completamente o aumento da concentração de Ca2+ induzida por KCl (vide FIG. 3F). Na mesma linha, o inibidor de PLC U73122 aboliu o aumento da concentração de Ca2+ citosólico causado por KCl (vide FIG. 3D). Por outro lado, o análogo inativo U73343 não modificou a resposta da concentração de Ca2+ citosólico a KCl (vide a FIG. 3A).[069] Treatment with CPA was sufficient to completely prevent the KCl-induced increase in Ca2+ concentration (see FIG. 3F). In the same vein, the PLC inhibitor U73122 abolished the increase in cytosolic Ca2+ concentration caused by KCl (see FIG. 3D). On the other hand, the inactive analogue U73343 did not modify the cytosolic Ca2+ concentration response to KCl (see FIG. 3A).
[070] O aumento da concentração de Ca2+ citosólico não depende de efeitos osmóticos ou da concentração do íon Cl-, visto que: (i) não é induzido pela adição de uma dose equivalente de Na-gluconato (vide FIG. 3A); (ii) o efeito era indistinguível usando KCl ou K-gluconato (vide FIG. 3A). O efeito é específico para K+, uma vez que as alterações na concentração de Ca2+ ou Mg2+ não tiveram efeito na concentração de Ca2+ citosólico até 5 mM.[070] The increase in cytosolic Ca2+ concentration does not depend on osmotic effects or on the Cl- ion concentration, since: (i) it is not induced by the addition of an equivalent dose of Na-gluconate (see FIG. 3A); (ii) the effect was indistinguishable using KCl or K-gluconate (see FIG. 3A). The effect is specific for K+, as changes in the concentration of Ca2+ or Mg2+ had no effect on the concentration of cytosolic Ca2+ up to 5 mM.
[071] Além disso, quando se aumentou a concentração de KCl para 50 mM em parasitas incubados em 5 mM de KCl, ainda observamos um aumento na concentração de Ca2+ citosólico, mas, de forma similar, aumentos na concentração de outro cátion monovalente, Na+, não resultaram em aumento da concentração de Ca2+ citosólico (como pode ser observado na FIG. 9). A curva dose-resposta utilizando KCl possui a forma de sino, pois foi máxima em cerca de 30 mM e depois diminuiu em concentrações mais elevadas.[071] Furthermore, when increasing the concentration of KCl to 50 mM in parasites incubated in 5 mM of KCl, we still observed an increase in the concentration of cytosolic Ca2+, but, similarly, increases in the concentration of another monovalent cation, Na+ , did not result in an increase in cytosolic Ca2+ concentration (as can be seen in FIG. 9). The dose-response curve using KCl is bell-shaped as it was maximum at about 30 mM and then decreased at higher concentrations.
[072] Em seguida, investigamos se o PfSR25- teve outros efeitos funcionais nos parasitas. Em particular, verifica-se que: i) a taxa de crescimento dos parasitas PfSR25- nas hemácias é similar àquela observada para os parasitas wt (vide FIG. 4A); ii) o número de merozoítos produzido por esquizontes é semelhante entre nas duas linhagens de parasitas (vide FIG. 4B) e iii) a invasão das hemácias não é afetada nos parasitas PfSR25-. Estes resultados basearam-se em experimentos em que a cepa selvagem wild type 3D7 foi comparada com os parasitas knockout para o receptor SR25.[072] We then investigated whether PfSR25- had other functional effects on the parasites. In particular, it appears that: i) the growth rate of PfSR25- parasites in red blood cells is similar to that observed for wt parasites (see FIG. 4A); ii) the number of merozoites produced by schizont is similar between the two parasite strains (see FIG. 4B) and iii) the RBC invasion is not affected in the PfSR25- parasites. These results were based on experiments in which the wild type 3D7 wild strain was compared with the SR25 receptor knockout parasites.
[073] Por outro lado, observaram-se algumas diferenças entre os parasitas wt e PfSR25- em termos de regulação do volume quando expostos ao tampão hiperosmótico. A FIG. 4C mostra que uma diminuição do volume foi claramente observada após a exposição ao meio hiperosmótico em parasitas wt, enquanto esta foi amplamente bloqueada em parasitas PfSR25-. Para explorar ainda mais este resultado, as características de dispersão de luz (FSC) foram utilizadas para quantificar o volume celular em tampão isosmótico como ilustrado na FIG. 4D. Sob estas condições, observaram-se diferenças significativas na dispersão direta entre o parasita wt e PfSR25-, o volume de parasitas mutantes sendo muito maior do que o dos parasitas wt.[073] On the other hand, some differences were observed between the wt and PfSR25- parasites in terms of volume regulation when exposed to hyperosmotic buffer. FIG. 4C shows that a decrease in volume was clearly observed after exposure to the hyperosmotic medium in wt parasites, whereas this was largely blocked in PfSR25- parasites. To further explore this result, light scattering characteristics (FSC) were used to quantify cell volume in isosmotic buffer as illustrated in FIG. 4D. Under these conditions, significant differences were observed in direct dispersion between wt and PfSR25- parasites, the volume of mutant parasites being much larger than that of wt parasites.
[074] Para determinar o papel do PfSR25 na resistência a agentes tóxicos, os parasitas P. falciparum, 3D7 wt e PfSR25- sincronizados foram tratados com o doador de NO, nitroprussiato de sódio (SNP) e a parasitemia foi determinada por citometria de fluxo.[074] To determine the role of PfSR25 in resistance to toxic agents, the parasites P. falciparum, 3D7 wt and PfSR25- synchronized were treated with the NO donor, sodium nitroprusside (SNP) and the parasitemia was determined by flow cytometry .
[075] A exposição de P. falciparum a doses crescentes de SNP (0 - 0,50 mM) demonstrou que PfSR25- é mais sensível à toxicidade do SNP do que os parasitas wt (vide FIGs. 5A e E). Esfregaços corados com giemsa confirmaram a diminuição da parasitemia após tratamento com SNP (ver FIGs. suplementares 4A e B).[075] Exposure of P. falciparum to increasing doses of SNP (0 - 0.50 mM) demonstrated that PfSR25- is more sensitive to SNP toxicity than wt parasites (see FIGs. 5A and E). Giemsa stained smears confirmed the decrease in parasitemia after SNP treatment (see supplementary FIGs. 4A and B).
[076] Demonstrou-se que a cloroquina é capaz de estimular a síntese de NO nos monócitos humanos, bem como nas células endoteliais. A parasitemia observada em PfSR25- após a exposição à cloroquina durante 24 horas foi consistentemente menor do que a produzida por parasitas wt (vide FIGs. 5C e E), observação confirmada por esfregaços corados com giemsa indicando a diminuição da viabilidade do parasita.[076] Chloroquine has been shown to be able to stimulate NO synthesis in human monocytes as well as in endothelial cells. The parasitemia observed in PfSR25- after exposure to chloroquine for 24 hours was consistently less than that produced by wt parasites (see FIGs. 5C and E), an observation confirmed by giemsa-stained smears indicating decreased parasite viability.
[077] A parasitemia reduzida pode resultar de uma diminuição da proliferação celular e / ou aumento da morte celular. Além disso, a análise dos níveis de metacaspase após o tratamento dos parasitas durante 3 horas com 0,5 mM de SNP indicou que os parasitas PfSR25- mostraram um aumento de 72 % na expressão da metacaspase em comparação com os parasitas wt (vide FIG. 5B).[077] Reduced parasitemia may result from decreased cell proliferation and/or increased cell death. Furthermore, analysis of metacaspase levels after treating the parasites for 3 hours with 0.5 mM SNP indicated that the PfSR25- parasites showed a 72% increase in metacaspase expression compared to the wt parasites (see FIG. 5B).
[078] Para demonstrar que a ação do SNP em P. falciparum foi realmente devido à liberação de NO e não à presença de outros produtos metabólicos, observamos a capacidade de outros doadores de NO, em uma concentração similar, induzir a morte celular em P. falciparum.[078] To demonstrate that the action of the SNP in P. falciparum was actually due to the release of NO and not the presence of other metabolic products, we observed the ability of other NO donors, at a similar concentration, to induce cell death in P. . falciparum.
[079] Os efeitos do derivado de nitrosotiol (SNAP) - doador de NO - em P. falciparum wt e PfSR25- foram mostrados na FIG. 5A. O tratamento de parasitas com SNAP, em concentrações micromolares, diminuiu a parasitemia em 80 % e 59 %, respectivamente, em parasitas KO em comparação com parasitas wt, confirmando os dados obtidos usando SNP. Esses achados sugerem que PfSR25 pode influenciar a susceptibilidade do parasita à toxicidade do SNP (como pode ser observado na FIG. 5).[079] The effects of nitrosothiol derivative (SNAP) - NO donor - on P. falciparum wt and PfSR25- were shown in FIG. 5A. Treatment of parasites with SNAP, at micromolar concentrations, decreased parasitemia by 80% and 59%, respectively, in KO parasites compared to wt parasites, confirming the data obtained using SNP. These findings suggest that PfSR25 may influence the parasite's susceptibility to SNP toxicity (as seen in FIG. 5).
[080] O fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida adenina (NADPH) é um produto crítico da via da glicose-6- fosfato desidrogenase (G6PD) e é de importância central para a regulação do sistema antioxidante. Muitos estudos mostraram que a deficiência de G6PD torna as células extremamente sensíveis ao estresse oxidativo. Portanto, estávamos interessados em estudar o impacto do PfSR25 na atividade G6PD. A atividade de G6PD foi medida em amostras de parasitas wt e PfSR25-.[080] Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) is a critical product of the glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) pathway and is of central importance for the regulation of the antioxidant system. Many studies have shown that G6PD deficiency makes cells extremely sensitive to oxidative stress. Therefore, we were interested in studying the impact of PfSR25 on G6PD activity. G6PD activity was measured in samples of wt and PfSR25- parasites.
[081] Os níveis da atividade de G6PDH foram medidos segundo as instruções do fabricante do kit de ensaio G6PD (ab102529, Abcam, Cambridge, MA, EUA) utilizando parasitas em estágio trofozoíto (hematócrito: 2,5%, parasitemia: 5%) O nível basal da atividade de G6PD em PfSR25- foi comparável aos parasitas wt, indicando que os parasitas PfSR25 respondem em condições basais com o mesmo grau de produção de NADPH que os parasitas wt (ver FIG. 5C).[081] G6PDH activity levels were measured per the G6PD Assay Kit manufacturer's instructions (ab102529, Abcam, Cambridge, MA, USA) using trophozoite stage parasites (hematocrit: 2.5%, parasitemia: 5%) The basal level of G6PD activity in PfSR25- was comparable to wt parasites, indicating that PfSR25 parasites respond under basal conditions with the same degree of NADPH production as wt parasites (see FIG. 5C).
[082] Com o objetivo de entender melhor como os parasitas PfSR25- conseguem sobreviver sob condições de estresse, medimos o crescimento dos parasitas PfSR25- e wt após a privação de suplementação. Para estes experimentos, os parasitas PfSR25- e wt foram sincronizados e mantidos em meio com suplementação por 24 h e então submetidos a meio sem suplementação por 72 h (sem trocar o meio durante esse intervalo). Para avaliar se todos os parasitas restantes estavam de fato mortos, as porcentagens de parasitas que continuaram a proliferar após o retorno às condições suplementadas foram analisadas. Os parasitas foram transferidos de volta para o meio suplementado por mais 72 h. O meio não foi renovado durante a incubação por 72 horas. Observamos que a parasitemia foi significativamente menor nos parasitas PfSR25- depois de serem expostos a essas condições de estresse em comparação com os parasitas wt (vide FIGs. 6A-B e FIG. 5D).[082] In order to better understand how PfSR25- parasites manage to survive under stressful conditions, we measured the growth of PfSR25- and wt parasites after supplementation deprivation. For these experiments, the PfSR25- and wt parasites were synchronized and maintained in medium with supplementation for 24 h and then subjected to medium without supplementation for 72 h (without changing the medium during this interval). To assess whether all remaining parasites were in fact dead, the percentages of parasites that continued to proliferate after returning to supplemented conditions were analyzed. The parasites were transferred back to the supplemented medium for another 72 h. The medium was not renewed during the 72 hour incubation. We observed that parasitemia was significantly lower in the PfSR25- parasites after being exposed to these stress conditions compared to the wt parasites (see FIGs. 6A-B and FIG. 5D).
[083] No entanto, a sobrevivência dos parasitas após a privação de suplementação foi ainda melhor quando o meio foi trocado diariamente, embora a diferença observada na parasitemia entre PfSR25- e wt ainda fosse mantida (vide FIGs. 6C-D).[083] However, parasite survival after supplementation deprivation was even better when the medium was changed daily, although the observed difference in parasitemia between PfSR25- and wt was still maintained (see FIGs. 6C-D).
[084] O papel direto do SR25, quando tratado com fármaco antimalárico, proporcionaria uma melhor perspectiva, já que sua função ainda não é clara. Tratamos tanto trofozoítos PfSR25- como wt (32-34 horas após a infecção) com piperaquina (PQ) por 2 horas e medimos a formação de hemozoína. Curiosamente, descobrimos que os parasitas PfSR25- eram muito suscetíveis ao tratamento com PQ e, após 2 horas, o tamanho da hemozoína foi inibida em aproximadamente 69,9 ± 2,1 % (vide FIG. 7).[084] The direct role of SR25, when treated with an antimalarial drug, would provide a better perspective, as its function is still unclear. We treated both PfSR25- and wt trophozoites (32-34 hours after infection) with piperaquine (PQ) for 2 hours and measured hemozoin formation. Interestingly, we found that the PfSR25- parasites were very susceptible to PQ treatment and, after 2 hours, the hemozoin size was inhibited by approximately 69.9 ± 2.1 % (see FIG. 7).
[085] Para confirmar que PfSR25 é importante na invasão de eritrócitos pelo parasita, hemácias infectadas com P. falciparum foram incubadas por 72 horas em meio contendo diferentes concentrações de anticorpo anti-PfSR25. Como pode ser observado, nas concentrações mais elevadas de anticorpos, houve decréscimo no crescimento do parasita (vide FIG. 8).[085] To confirm that PfSR25 is important in the invasion of erythrocytes by the parasite, P. falciparum-infected red cells were incubated for 72 hours in medium containing different concentrations of anti-PfSR25 antibody. As can be seen, at the highest antibody concentrations, there was a decrease in parasite growth (see FIG. 8).
[086] Este fato evidencia que PfSR25 possui papel fundamental no ciclo assexuado do parasita, podendo assim ser alvo no desenvolvimento de novas drogas.[086] This fact shows that PfSR25 has a fundamental role in the asexual cycle of the parasite, and can thus be a target in the development of new drugs.
[087] Assim, o uso desse receptor se mostra como uma alternativa para preparar um medicamento com atividade parasiticida, tal como antimaláricos e fármacos de uso veterinário, além de apresentar potencial aplicação para melhorar a eficácia dos fármacos e reduzir a toxicidade do tratamento.[087] Thus, the use of this receptor is shown as an alternative to prepare a drug with parasiticidal activity, such as antimalarials and veterinary drugs, in addition to presenting potential application to improve the effectiveness of drugs and reduce the toxicity of treatment.
[088] A rentabilidade da atividade pecuária pode ser aumentada se for sanada a questão da infectividade do gado com agentes patogênicos fatais. Deste modo, SR25 mostrase como potencial candidato nesta busca por novas alternativas farmacêuticas, visto o seu papel fundamental no ciclo do parasita Plasmodium falciparum (o qual também pertencente ao filo Apicomplexa como Babesia, Toxoplasma e Neospora).[088] The profitability of the livestock activity can be increased if the issue of the infectivity of cattle with fatal pathogens is remedied. Thus, SR25 appears as a potential candidate in this search for new pharmaceutical alternatives, given its fundamental role in the cycle of the parasite Plasmodium falciparum (which also belongs to the phylum Apicomplexa as Babesia, Toxoplasma and Neospora).
[089] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.[089] Those skilled in the art will value the knowledge presented herein and may reproduce the invention in the presented modalities and in other variants, covered by the scope of the appended claims.
[090] Cruz, L. N., M. A. Juliano, A. Budu, L. Juliano, A. A. Holder, M. J. Blackman and C. R. Garcia (2012). "Extracellular ATP triggers proteolysis and cytosolic Ca(2)(+) rise in Plasmodium berghei and Plasmodium yoelii malaria parasites." Malar J 11: 69.[090] Cruz, L.N., M.A. Juliano, A. Budu, L. Juliano, A.A. Holder, M.J. Blackman and C.R. Garcia (2012). "Extracellular ATP triggers proteolysis and cytosolic Ca(2)(+) rise in Plasmodium berghei and Plasmodium yoelii malaria parasites." Malar J 11: 69.
[091] Kumar, K. A., C. R. Garcia, V. R. Chandran, N. Van Rooijen, Y. Zhou, E. Winzeler and V. Nussenzweig (2007). "Exposure of Plasmodium sporozoites to the intracellular concentration of potassium enhances infectivity and reduces cell passage activity." Mol Biochem Parasitol 156(1): 32-40.[091] Kumar, K.A., C.R. Garcia, V.R. Chandran, N. Van Rooijen, Y. Zhou, E. Winzeler and V. Nussenzweig (2007). "Exposure of Plasmodium sporozoites to the intracellular concentration of enhances infectivity and reduces cell passage activity." Mol Biochem Parasitol 156(1): 32-40.
[092] Sambrook, J., D. W. Russell and J. Sambrook (2006). The condensed protocols from Molecular cloning : a laboratory manual. Cold Spring Harbor, N.Y., Cold Spring Harbor Laboratory Press.[092] Sambrook, J., D.W. Russell and J. Sambrook (2006). The condensed protocols from Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor, N.Y., Cold Spring Harbor Laboratory Press.
[093] Singh, S., M. M. Alam, I. Pal-Bhowmick, J. A. Brzostowski and C. E. Chitnis (2010). "Distinct external signals trigger sequential release of apical organelles during erythrocyte invasion by malaria parasites." PLoS Pathog 6(2): e1000746.[093] Singh, S., M.M. Alam, I. Pal-Bhowmick, J.A. Brzostowski and C.E. Chitnis (2010). "Distinct external signals trigger sequential release of apical organelles during erythrocyte invasion by malaria parasites." PLoS Pathhog 6(2): e1000746.
Claims (9)
- a) Cultura de célula, sincronização e preparação de parasitas isolados de Plasmodium falciparum; caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de:
- b) Extração e detecção da proteína por western blot utilizando anticorpos policlonais anti-PfSR25;
- c) Códon-otimização do gene PfSR25 e transfecção de células HEK293;
- d) Medida dos níveis intracelulares de cálcio;
- e) Construção de P. falciparum nocaute para o gene PfSR25.
- a) Cell culture, synchronization and preparation of isolated Plasmodium falciparum parasites; characterized by the fact that it still understands the steps of:
- b) Protein extraction and detection by western blot using anti-PfSR25 polyclonal antibodies;
- c) Codon-optimization of the PfSR25 gene and transfection of HEK293 cells;
- d) Measurement of intracellular calcium levels;
- e) Construction of P. falciparum knockout for the PfSR25 gene.
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Legal Events
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B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
B11A | Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing | ||
B04C | Request for examination: application reinstated [chapter 4.3 patent gazette] |