Caracterização de proteínas de superfície em protoescólices de Echinococcus granulosus s.s. e Echinococcus ortleppi

Abstract

A hidatidose cística é uma zoonose causada pela forma larval patogênica (metacestódeo) do parasito cestódeo Echinococcus granulosus no hospedeiro intermediário (ovinos ou bovinos e, acidentalmente o homem). O metacestódeo é um cisto hidático, que abriga as formas pré-adultas do parasito, os protoescólices, que, ao serem ingeridos pelo hospedeiro definitivo (canídeos) diferenciam-se em vermes adultos. Se liberados no interior do hospedeiro intermediário, por rompimento do cisto, rediferenciam-se em cistos secundários. Pouco se sabe sobre os mecanismos moleculares de desenvolvimento envolvidos nessa plasticidade dos protoescólices. A fim de identificar e caracterizar proteínas de protoescólices que possam ter uma participação direta na interação com o hospedeiro, foram analisadas frações ricas em proteínas de superfície. Para isso, foram coletados protoescólices das espécies E. granulosus sensu stricto (s.s.) e E. ortleppi (ambas endêmicas no Rio Grande do Sul, Brasil), que pertencem ao complexo E. granulosus sensu latu (s.l.). Foram utilizadas duas abordagens experimentais: uma análise in silico do genoma de E. granulosus s.s., que resultou na predição de que ~21% das proteínas totais codificadas como de superfície; e uma análise proteômica comparativa de frações enriquecidas com proteínas de superfície de protoescólices de E. granulosus s.s. e E. ortleppi. Nas análises proteômicas por espectrometria de massas (LC-ESI-MS/MS) foram identificadas ao todo 50 diferentes proteínas (30 exclusivas de E. granulosus s.s., 7 exclusivas de E. ortleppi e 13 compartilhadas). De todas as 50 proteínas identificadas por LC-ESI-MS/MS, 18 também foram encontradas nas análises in silico. As proteínas preditas in silico como de superfície, ou identificadas por LC- ESI-MS/MS, foram submetidas à análise quanto a sua expressão em protoescólices (de acordo com a análise transcricional realizada por RNA-seq a partir do genoma de E. granulosus s.s.), encontrando níveis transcricionais para todas estas proteínas. Através da classificação funcional, foi possível encontrar um perfil semelhante entre as proteínas preditas como in silico e as proteínas identificadas por LC-ESI-MS/MS, como muitas relacionadas a componentes estruturais, ligadas a membrana e envolvida em diversos processos celulares, principalmente relacionados a transportadores e ligação a íons. Estas análises permitiram encontrar proteínas de Echinococcus granulosus s.l. alvos para futuros estudos funcionais, para o desenvolvimento de drogas anti-helmínticas ou de interesse como potenciais antígenos para diagnóstico ou vacinação.

The cystic hydatidosis is a zoonosis caused by the pathogenic larval form (metacestode) of parasite cestoda Echinococcus granulosus in the intermediate host (sheep or cattle and accidentally man). The metacestode is a hydatid cyst, with contain the pre-adult form of the parasite, the protoescolex. When ingest by a definitive host (dogs), the protoescolex will develop into the adult worm. If released into the intermediate host, by rupture of the cyst, it is possible that dedifferentiate into a secondary hydatid cyst. Little is known about the molecular mechanisms of development involved in the plasticity of protoescolex. To identify and characterize proteins of protoescolex that may have a direct participation in the interaction with the host, were analyzed fraction enriched with surface proteins. For that, they were collected protoescolex of the species E. granulosus sensu stricto (s.s.) and E. ortleppi (both endemic in Rio Grande do Sul, Brazil), which belong to the complex E. granulosus sensu lato. Were used two experimental approaches: a in silico analysis of genome of E. granulosus s.s., which resulted in the prediction that ~21% of total proteins encoded as surface; and a comparative proteomic analysis of fractions enriched with protoescolex surface proteins of E. granulosus s.s. and E. ortleppi. In the proteomic analysis by mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS) were identified 50 different proteins (30 exclusive of E. granulosus s.s., 7 exclusive of E. ortleppi and 13 found in both species). Of all 50 identified proteins, were also observed 18 in in silico analysis. The proteins in silico predicted as surface, or identify by LC-ESI-MS/MS, were subjected to analysis of its expression in protoescolex (under the transcriptional analysis of RNA-seq for E. granulosus s.s. genome) finding transcriptional levels for all of these proteins. Through the functional classification was possible to find a similar profile between proteins predicted in silico and identified by LC-ESI-MS/MS, as many related a structural components, membrane bound and involved in various cellular processes, mainly related to transporters and ion binding. These analyzes allowed to find proteins of E. granulosus s.l. target for further functional studies for the development of anthelmintic drugs or antigens of interest as potential diagnostic or vaccination.