Papel da Alanine e da Alanine racemase no metabolismo do Trypanosoma cruzi - Girard, Richard Marcel Bruno Moreira (2018)
Os aminoácidos participam de vários processos importantes na biologia dos tripanossomatídeos, como osmorregulação, diferenciação celular e invasão de células hospedeiras. Alguns deles fornecem poder redutor para a síntese de ATP mitocondrial. Foi anteriormente demonstrado que a alanina, que é formada principalmente pela aminação do piruvato, é um produto final metabólico quando os parasitas estão proliferando em um meio rico em glicose e aminoácidos. Mostrou-se também que este aminoácido também pode ser usado para a regulação do volume celular e resistência ao estresse osmótico. Curiosamente, o Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas, possui genes putativos para uma Alanina racemase (AR) que catalisam a interconversão entre L e D-alanina. Aqui mostramos, pela primeira vez, que os genes putativos TcAR_A em T. cruzi codificam a enzima recombinante funcional (rTcAR_A) bioquímicamente caracterizada e localizada no citoplasma. A atividade da AR foi detectada através do ciclo de vida dos parasitas. Demonstramos também que a TcAR_A racemiza a serina com parâmetros cinéticos semelhantes aos da Ala. Também demonstramos que ambos isómeros da Ala podem ser transportadas e através de um sistema ativo não estereosseletivo de baixa especificidade. Ambas, L-Ala, e D-Ala, podem ser completamente oxidadas em CO2, fornecendo elétrons para a cadeia de transporte de elétrons, sustentando OXPHOS em epimastigotas de T. cruzi. Como não tem sido descrita em hospedeiros mamíferos uma AR, investigamos a atividade antiparasitária das tiadiazolidinonas, uma nova classe de inibidores de AR. Todos os inibidores testados exibiram uma inibição da replicação dos epimastigotas dependente da dose. Esses compostos também inibiram a atividade da rTcAR_A. Como o inibidor C3 mostrou uma menor concentração inibitória de 50% (IC50) contra o crescimento de epimastigotas, o mecanismo de ação deste fármaco foi estudado em maior detalhe. C3 induz marcas típicas de morte celular programada em T. cruzi. De facto, os parasitas tratados exibiram uma exposição de fosfatidilserina na fase externa da membrana celular, diminuição do potencial de membrana mitocondrial, , um aumento da concentração intracelular de ROS, e fragmentação de DNA. C3 apresentou um efeito inibitorio sobre o ciclo de infecção celular a concentrações na faixa submicromolar , com um alto índice de seletividade. Estes compostos também mostraram um interessante efeito anti-T. brucei, com similares características de ação. Em conjunto, nossos dados demonstram o papel versátil de Ala na bioenergética do parasita podendo ser secretado, ou transportado para o méio intracelular para ser oxidado pelos parasitas. Além disso, o catabolismo da D-Ala, através da AR, chama a atenção sobre a flexibilidade metabólica de T. cruzi, bem como sobre a relevância do metabolismo dos D-aminoácidos nesses organismos. Nossos resultados também mostraram que o AR pode ser um alvo promissor para a quimioterapia.