Enzimas antioxidantes y respuesta al estrés inducido por Nifurtimox y oxidantes en Trypanosoma cruzi: estudios en peroxirredoxina mitocondrial

Abstract

Trypanosoma cruzi es el agente etiológico de la enfermedad de Chagas, la cual es considerada la parasitosis más importante de Latinoamérica por su carga de morbi-mortalidad. Este protozoario tiene un ciclo de vida complejo, durante el cual se enfrenta a condiciones ambientales muy variables entre los que se encuentran cambios de temperatura, de pH, disponibilidad de nutrientes y presencia de oxidantes. La respuesta del parásito al ambiente oxidativo generado durante la infección a células es de particular importancia para asegurar el establecimiento y la persistencia del parásito en el hospedero. El tratamiento de la enfermedad de Chagas depende de dos fármacos, el Nifurtimox (NFX) y el Benznidazol (BZ), cuyo mecanismo de acción no se encuentra totalmente dilucidado, asi como tampoco se han identificado sus blancos parasitarios y/o los factores que determinan la susceptibilidad del parásito a dichos fármacos. T. cruzi tiene un conjunto de sistemas antioxidantes enzimáticos que actúan para detoxificar los oxidantes producidos en el parásito y por la respuesta del huésped. Estas enzimas son parte de los factores de virulencia del parásito, ya que el nivel de las mismas se correlaciona de forma positiva con la infectividad del parásito en el modelo murino de la enfermedad. La relevancia de estas enzimas se ha estudiado principalmente mediante la generación de cepas sobreexpresantes de los distintos componentes del sistema antioxidante de T. cruzi. Dentro de este sistema se encuentran dos peroxirredoxinas típicas de dos cisteínas dependientes de triparredoxina, localizadas en el citosol (CPX) y en la mitocondria (MPX). Las peroxiredoxinas son una familia ubicua de enzimas antioxidantes cuya función mejor caracterizada es la actividad peroxidasa y peroxinitrito reductasa. Estas enzimas son muy versátiles y se ha demostrado que además de función antioxidante participan en procesos como la señalización intracelular teniendo actividad chaperona. En este trabajo se utilizaron líneas sobreexpresantes de MPX y se generaron líneas de parásitos MPX Knock down mediante la tecnología CRISPR/Cas9 para estudiar la relevancia de esta proteína en respuesta al NFX y en el contexto de la infección a células. En estas condiciones se estudió la posibilidad de que la MPX, además de su relevante actividad peroxidasa, exhiba actividad chaperona e interactué con otras proteínas, lo que podría indicar su participación en eventos de señalización celular. Se encontró que el contenido de MPX altera la susceptibilidad de T. cruzi frente a la incubación con NFX. Además, la MPX tiene actividad holdasa y esta actividad aumenta en los parásitos expuestos a NFX junto con la formación de especies de alto peso molecular de la MPX. Por otra parte, se observó que la incubación con NFX altera indicadores de la integridad del proteoma celular, lo cual podría indicar que la protección conferida por la MPX frente al NFX depende de su actividad holdasa. También se obtuvieron resultados que muestran que los parásitos deficientes en MPX presentan una menor capacidad de recuperación luego del estrés térmico severo, y que la expresión de la MPX aumenta frente a temperaturas altas, lo que respalda la relevancia de su actividad holdasa. Por otra parte, se encontró una relación entre el contenido de MPX en el parásito y los niveles de infección logrados en células fagocíticas y no fagocíticas, lo cual parece depender de su actividad peroxidasa. Por último, se observó que la MPX genera disulfuros mixtos en los parásitos y se desarrolló una línea con esta proteína fusionada con hemoaglutinina para poder identificar su interactoma y profundizar en su posible participación en la señalización celular. Los resultados obtenidos sugieren que esta proteína cumple un rol importante en la respuesta a los diferentes estresores a los que se enfrenta T. cruzi a lo largo de su ciclo de vida, y señalan que la MPX podría cumplir varias funciones de relevancia para la sobrevida de T. cruzi en los diferentes contextos a los que se enfrenta el parásito durante la infección.