Identificação e caracterização funcional de novas proteínas de grânulos densos de Neospora caninum

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Torres, Jhoan David Aguillon
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso embargado
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia Aplicadas
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44003
http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.616
Resumo: Neospora caninum is a protozoan that belongs to the Apicomplexa phylum , with a global distribution and serving as the etiological agent of neosporosis. Apicomplexan parasites require the formation of a parasita phorous vacuole (PV) for replication and maintenance of infection within the host. The formation of the PV depends on a coordinated protein secretion machinery from organelles such as micronemes, rhoptries, and dense granules. Dense granule proteins (GRAs) are essential for maintaining the structure of the PV, as they regulate its architecture, nutrient acquisition, and can modulate host gene expression and cell cycle. Little is known about the GRAs of N. caninum , which is why this study aimed to investigate the diversity and role of N. caninum GRAs to elucidate their biological functions and their role in parasite host interactions. Using in silico approaches, the diversity of these proteins was determined through comparative analyses with the model organism T. gondii . Subsequently, the BioID strategy was employed to confirm the predicted GRAs. To better understand the b iological role of specific GRAs, five proteins were studied using CRISPR/Cas9 technology, through endogenous tagging and gene knockout. Finally, genetically modified parasites deficient in the target GRAs were used to study their roles in parasitic replica tion, virulence modulation, and host immune response. A total of 145 GRAs were identified based on orthology with T. gondii , of which 81 were confirmed by BioID, validating their presence in N. caninum . The proteins GRA48, GRA62, GRA83, NSG1, and the hypot hetical protein NCLIV_001830 were selected for further analysis. All these proteins were localized in the PV. It was demonstrated that GRA48, GRA62, GRA83, and NCLIV_001830 are involved in parasitic replication. NCLIV_001830 was identified as a GRA that tr anslocates to the nucleus and, along with GRA62, is capable of regulating the expression of Nos2 and Nox2 . In BMDMs, except for GRA48, the GRAs were able to regulate the release of IL 12. In murine models, it was confirmed that the selected GRAs regulate p arasite virulence and are related to disease morbidity. It is concluded that N. caninum GRAs are a group of proteins essential for parasitic biology, crucial for parasite replication, host virulence, and immune response regulation. Therefore, understanding and further research on these proteins are essential for comprehending the parasite's biology and its relationship with the host, providing a foundation for developing prevention and prophylactic strategies for neosporosis.
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The formation of the PV depends on a coordinated protein secretion machinery from organelles such as micronemes, rhoptries, and dense granules. Dense granule proteins (GRAs) are essential for maintaining the structure of the PV, as they regulate its architecture, nutrient acquisition, and can modulate host gene expression and cell cycle. Little is known about the GRAs of N. caninum , which is why this study aimed to investigate the diversity and role of N. caninum GRAs to elucidate their biological functions and their role in parasite host interactions. Using in silico approaches, the diversity of these proteins was determined through comparative analyses with the model organism T. gondii . Subsequently, the BioID strategy was employed to confirm the predicted GRAs. To better understand the b iological role of specific GRAs, five proteins were studied using CRISPR/Cas9 technology, through endogenous tagging and gene knockout. Finally, genetically modified parasites deficient in the target GRAs were used to study their roles in parasitic replica tion, virulence modulation, and host immune response. A total of 145 GRAs were identified based on orthology with T. gondii , of which 81 were confirmed by BioID, validating their presence in N. caninum . The proteins GRA48, GRA62, GRA83, NSG1, and the hypot hetical protein NCLIV_001830 were selected for further analysis. All these proteins were localized in the PV. It was demonstrated that GRA48, GRA62, GRA83, and NCLIV_001830 are involved in parasitic replication. NCLIV_001830 was identified as a GRA that tr anslocates to the nucleus and, along with GRA62, is capable of regulating the expression of Nos2 and Nox2 . In BMDMs, except for GRA48, the GRAs were able to regulate the release of IL 12. In murine models, it was confirmed that the selected GRAs regulate p arasite virulence and are related to disease morbidity. It is concluded that N. caninum GRAs are a group of proteins essential for parasitic biology, crucial for parasite replication, host virulence, and immune response regulation. Therefore, understanding and further research on these proteins are essential for comprehending the parasite's biology and its relationship with the host, providing a foundation for developing prevention and prophylactic strategies for neosporosis.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTese (Doutorado)Neospora caninum é um protozoário que pertence ao filo Apicomplexa, possuindo uma distribuição global sendo o agente etiológico da neosporose. Parasita s do filo Apicomplexa, requerem a formação de um vacúolo parasitóforo ( para a replicação e a man utenção da infecção dentro do hospedeiro. A formação do VP depende de uma maquinaria de secreção de proteínas coordenada a partir de organelas como as micronemas, Roptrias e Grânulos Densos. As proteínas de grânulos densos (GRAs), são proteínas essenciais para o mantenimento da estrutura do VP , já que regula a estrutura, aquisição de n utrientes e são capazes de regular a expressão g ê nica e o ciclo celular do hospedeiro. Pouco se sabe sobre as GRAs de N. caninum , por tal motivo, no presente trabalho, objetivou se investigar sobre a diversidade e o papel das GRAs de N. caninum para conhecer e elucidar suas funções biológicas e seu papel na interação parasita hospedeiro. Utilizando abordagens in s i lico , foi determinada a diversidade destas proteínas através de an á lises comparativas com o organismo modelo T. gondii . Posteriormente, a estratégia de BioID foi empregada para confirmar as GRAs preditas. Com a finalidade de melhor entender o papel biológico de algumas GRAs, utilizando a tecnologia CRISPR/Cas9, cinco proteínas foram estudadas, por m eio de marcação endógena e ablação g ê nica. Finalmente, os parasitas geneticamente deficientes para as GRAs alvo foram utilizados para estudar o papel na replicação parasit á ria, modulação da virulência e a resposta imune do hospedeiro. Um total de 145 GRAs foram identificadas a partir da ortologia com T. gondi i , das quais, 81 foram identificadas no ensaio de BioID, confirmando assim a presença dessas GRAs em N. caninum . Foram selecionadas as proteínas GRA48, GRA62, GRA83, NSG1 e a proteína hipotética NCLIV_001830, como alvo para as posteriores analises. Assim, todas as proteínas foram localizadas no VP. Foi demonstrado que a GRA48, GRA62, GRA83, e NCLIV_001830 estão env olvidas na replicação parasitaria. A NCLIV_001830 foi identificada como uma GRA que transloca ao núcleo e junto com a GRA62 são capa zes de regular a expressão gênica de Nos2 e Nox2 . Em BMDMs exceptuando a GRA48, as GRAs foram capazes de regular a liberação de IL12. Em modelos murinos, foi confirmado que as GRAs selecionadas regulam a virulência do parasita e estão relacionadas com a morbidade da doença. Conclui se que as GRAs de N. caninum são um grupo de proteínas essenciais para a biologia parasitaria, sendo essenciais para os processos de replicação do parasita, virulência nos hospedeiros e regulação da resposta imune, assim, o conhe cimento e pesquisas futuras sobre estas proteínas é indispensável para compreender a biologia do parasita e sua relação com o hospedeiro, sendo pontos de partida para pesquisas que permitam desenvolver estratégias de prevenção e profilaxia da neosporose.2026-09-24Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia AplicadasMineo, Tiago Wilson Patriarcahttp://lattes.cnpq.br/4014578382806189Natsui, Ana Patrícia Yatsudahttp://lattes.cnpq.br/2424417647486935Nardelli, Sheila Cristinahttp://lattes.cnpq.br/7460375401772694Duarte, Érica dos Santos Martinshttp://lattes.cnpq.br/8937269300524215Teixeira, Samuel Cotahttp://lattes.cnpq.br/8802991047267203Torres, Jhoan David Aguillon2024-11-27T12:11:54Z2024-11-27T12:11:54Z2024-09-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfTORRES, Jhoan David Aguillon. Identificação e caracterização funcional de novas proteínas de grânulos densos de Neospora caninum. 2024. 115 f. Tese (Doutorado em Imunologia e Parasitologia Aplicadas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.616https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44003http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.616porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2024-11-28T06:21:49Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/44003Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2024-11-28T06:21:49Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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