Pesquisadores das universidades Federal de São Carlos (UFSCar), Estadual de Campinas (Unicamp) e de São Paulo (USP) caracterizaram, pela primeira vez, uma classe de proteínas do parasita Leishmania infantum envolvida na regulação de seu ciclo celular. Os resultados do estudo foram publicados recentemente na revista PLOS Pathogens e descrevem potenciais alvos farmacológicos para o tratamento da leishmaniose visceral, que ainda é considerado limitado.
Em organismos eucarióticos, caracterizados por células com núcleo delimitado, como plantas e animais, o sistema ubiquitina-proteassoma (SUP) regula as principais funções celulares por meio da degradação de proteínas ou regulação de suas funções celulares. Disfunções no SUP estão associadas a diferentes doenças, incluindo câncer, Alzheimer e Parkinson, entre outras. Por isso, compreendê-lo é fundamental para descobrir novas abordagens de tratamento e prevenção.
No entanto, no caso do protozoário L. infantum, principal responsável pela forma mais grave e potencialmente fatal da leishmaniose no Brasil, não há muitas informações na literatura científica sobre a regulação desse sistema, limitando as possibilidades de intervenção farmacológica contra o parasita.
Neste estudo financiado pela FAPESP (projetos 20/15771-6, 22/02933-3, 15/26722-8, 16/20258-0, 16/21171-6, 19/10753-2, 20/14011-8, 21/10971-0, 21/12464-8, 22/00923-0, 22/15983-9, 22/16270-6 e 23/07193-0), os pesquisadores investigaram uma classe de enzimas desse sistema na L. infantum, as E3 ubiquitina ligases, mais especificamente as do tipo Cullin-1-RING (CRL1), compostas pelas proteínas SKP1, Cullin1, RBX1 e F-box.
Para isso, utilizaram métodos in silico (simulação computacional) para análise das sequências dos genes e da estrutura e dinâmica das proteínas. Também foi usada a técnica conhecida como CRISPR-Cas9 para edição gênica nos parasitas e diversos outros tipos de análises.
Os cientistas descobriram que o complexo CRL1 é montado no parasita associado a proteínas F-box, de forma similar ao que acontece em humanos. Desse modo, ele foi denominado LinfCRL1. Foram identificadas seis proteínas F-box, denominadas Flp1-6. Ensaios in vitro demonstraram que o complexo LinfCRL1(Flp1) tem capacidade de transferir ubiquitina, comprovando sua funcionalidade e potencial importância para a regulação de processos celulares no parasita.
Na sequência, os pesquisadores investigaram os papéis de cada um dos genes componentes do LinfCRL1 por meio do knockout (desativação) dos genes por CRISPR-Cas9. Eles observaram que, na ausência dos genes LinfSKP1 e LinfRBX1, o parasita não se desenvolveu, sugerindo que se trata de componentes essenciais para L. infantum.
Por outro lado, o parasita que não expressava o gene LinfCUL1, apesar de viável, exibiu crescimento e duplicação deficientes em decorrência de alterações no ciclo celular.
“Trata-se, portanto, de genes potencialmente essenciais para o crescimento e desenvolvimento da L. infantum que até então eram completamente desconhecidos”, afirma Felipe Roberti Teixeira, professor adjunto do Departamento de Genética e Evolução da UFSCar e coordenador do trabalho.
Alvos farmacológicos
“Quando encontramos genes relacionados a funções cruciais do parasita, eles imediatamente se tornam potenciais alvos farmacológicos”, diz Teixeira. “Nesse caso específico, eles podem ser interessantes no controle do crescimento do parasita e, por serem conservados praticamente em todas as espécies de Leishmania, ampliam a aplicação desse estudo.”
O próximo passo, que será conduzido no âmbito de um projeto apoiado pela FAPESP, é caracterizar todo o sistema ubiquitina-proteassoma do parasita, incluindo não apenas as E3, mas também as E1 (enzimas que ativam a ubiquitina), as E2 (enzimas que transferem a ubiquitina para as ligases E3) e todos os genes do proteassoma.
“Vamos nocautear todos os mais de 80 genes do sistema ubiquitina-proteassoma do parasita para verificar quais são essenciais e modulam a atividade do proteassoma e, assim, identificar outros alvos farmacológicos”, conta o pesquisador.
O trabalho também contou com o apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e a participação de pesquisador da Universidade de Glasgow (Escócia).
O artigo Functional characterization of Cullin-1-RING ubiquitin ligase (CRL1) complex in Leishmania infantum pode ser lido em: https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1012336.
Fonte: Julia Moióli | Agência FAPESP
