Caracterização das proteínas 14-3-3ζ expressas na fase larval de Echinococcus granulosus

Abstract

As proteínas 14-3-3 formam uma família altamente conservada, expressas em todos os organismos eucariotos já estudados. Através da interação com seus alvos, as proteínas 14-3-3 participam de importantes processos celulares, como controle do ciclo celular, apoptose, transdução de sinal e diferenciação celular. Neste trabalho, essa família gênica foi estudada em Echinococcus granulosus e em Echinococcus multilocularis, as espécies de maior importância do gênero Echinococcus. E. granulosus e E. multilocularis, na fase larval, são agentes etiológicos da hidatidose cística e da hidatidose alveolar, respectivamente, zoonoses associadas a grandes prejuízos na área da pecuária e a gastos no tratamento de pacientes humanos. Por meio da análise dos bancos de dados disponíveis e comparação com os dados genômicos, neste estudo, seis potenciais genes codificadores de proteínas 14-3-3 foram identificados para ambas as espécies, sendo denominados Eg14-3-3 e Em14-3-3 para E. granulosus e E. multilocularis, respectivamente. Análises filogenéticas das sequências preditas de aminoácidos codificadas por esses genes demonstram que as proteínas Eg14-3-3 e Em14-3-3 retêm características ancestrais, não se agrupando claramente com proteínas ortólogas de outros organismos quanto ao tipo de isoforma (zeta e épsilon), como ocorre, por exemplo, em mamíferos. A fim de caracterizar funcionalmente as proteínas Eg14-3-3, o padrão de expressão das isoformas Eg14-3-3ζ2 e Eg14-3-3ζ3 foi avaliado. A identificação dessas isoformas em componentes do metacestódeo de E. granulosus que representam interfaces parasito-hospedeiro sugere a possível participação dessas proteínas em mecanismos de interação com o hospedeiro. Estudos para a identificação dos ligantes protéicos que interagem com as proteínas Eg14-3-3ζ2 e Eg14-3-3ζ3 também foram realizados. Entre os ligantes identificados estão chaperonas, proteínas associadas à conversão de energia, citoesqueleto, e transporte e metabolismo de carboidratos. Essas interações apontam o envolvimento da família proteica 14-3-3 em mecanismos que promovem o estabelecimento e sobrevivência de E. granulosus. A caracterização das interações identificadas neste estudo poderá auxiliar na elucidação de aspectos biológicos básicos do parasito, e mecanismos moleculares utilizados para o desenvolvimento e manutenção do metacestódeo nas vísceras do hospedeiro intermediário por longo período de tempo.

The 14-3-3 proteins form a highly conserved family, and have been shown to be actively expressed in all eukaryotic organisms studied so far. Through interaction with their targets, the 14-3-3 proteins participate in some of the major eukaryotic cellular processes, such as cell cycle regulation, apoptosis, signal transduction, and cell differentiation pathways. In the present work, this gene family has been studied in two species of the genus Echinococcus, namely Echinococcus granulosus and Echinococcus multilocularis, which, in their larval stage, are the causative agents of the cystic hydatid disease and the alveolar hydatid disease, respectively, two economically relevant zoonotic diseases associated with livestock production losses and human health care expenditures. Through analysis and comparison of available database, and searches in Echinococcus sequencing genome data, six candidate genes encoding 14-3-3 proteins were identified in both species, being named Eg14-3-3 and Em14-3-3 to E. granulosus and E. multilocularis, respectively. Interestingly, the phylogenetic analyses of deduced amino acid sequences encoded by these genes showed that Eg14-3-3 and Em14- 3-3 proteins retain more ancestral characteristics, and do not group clearly with orthologous proteins from other organisms relative to isoform types (zeta and epsilon), as occurs, for example, in mammals. In order to functionally characterize the Eg14-3-3 proteins, the expression patterns of the Eg14-3-3ζ2 e Eg14-3-3ζ3 isoforms were analyzed. The identification of both isoforms in E. granulosus metacestode components, that represent host–parasite interface, suggests a possible participation of these proteins on mechanisms of interaction with the host. Additionally, studies aiming the identification of proteins able to bind to Eg14-3-3ζ2 and Eg14-3-3ζ3 isoforms were carried out. Among the ligands identified, chaperones, proteins associated with energy production and conversion, cytoskeleton and carbohydrate transport and metabolism, were present, suggesting the involvement of 14-3-3 protein family in mechanisms that promote the establishment and survival of E. granulosus. Further characterization of the interactions identified in this study can help to elucidate basic biological aspects of these parasites, as well as molecular mechanisms involved in the development and maintenance of hydatid cyst in within intermediate host tissues for long time.