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Title: Dissecting the molecular basis for the arrest of Plasmodium sporozoites in the liver sinusoids
Other Titles: Estudo do mecanismo molecular envolvido na retenção de esperozoítos de Plasmodium nos sinusoides hepáticos
Author: Sá, Mónica da Silva
Advisor: Macedo, Maria de Fátima Matos Almeida Henriques
Tavares, Joana Alexandra Pinto da Costa
Silva, Anabela Cordeiro da
Keywords: Eritrócitos
Microbiologia
Malária
Defense Date: 7-Dec-2016
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: A malária é uma doença grave causada por parasitas do género Plasmodium e transmitida a mamíferos através da picada de um mosquito fêmea infetado do género Anopheles. A fase pré-eritrocitária do ciclo de vida dos parasitas é assintomática, englobando o percurso dos esporozoítos desde a pele até ao fígado, a sua multiplicação dentro de hepatócitos e libertação de merozoitos, as formas responsáveis pela infeção de eritrócitos. Uma etapa crucial para a infeção do fígado pelos esporozoítos envolve a retenção dos mesmos nos sinusoides. A proteína “thrombospondin-related adhesion protein” (TRAP) é a uma molécula candidata para a mediação deste evento, uma vez que esporozoítos “knockout” da TRAP não ficam retidos no fígado. Contudo, esta proteína possui uma estrutura complexa composta por domínios adesivos na sua porção extracelular, para além de estar ligada ao motor de actina-miosina do esporozoíto através do domínio citoplasmático em C terminal. Assim, de modo a explorar o papel da TRAP como mediador da retenção de esporozoítos no fígado, construímos parasitas bioluminescentes capazes de expressar a TRAP sem a cauda citoplasmática, uma vez que a deleção deste domínio torna os parasitas imóveis mas não altera a apresentação da proteína à superfície do esporozoíto. Como estes parasitas não conseguem invadir as glândulas salivares dos mosquitos e portanto maturarem completamente, criamos “knockouts” da maebl como controlo, uma vez que com base na literatura estes permanecem na hemolinfa de mosquitos mas infetam normalmente o fígado. Surpreendentemente, descobrimos que esporozoítos “knockout” da maebl têm um defeito na retenção hepática e consequentemente na capacidade de infetarem o fígado. Adicionalmente estudos in vitro demonstraram que os esporozoítos knockout da maebl têm um defeito na capacidade de atravessarem e invadirem hepatócitos. Com base nestes resultados, sugerimos que os esporozoítos de Plasmodium possam utilizar um mecanismo conservado que lhes permita reconhecer moléculas expressas à superfície das glândulas salivares do mosquito e das células hepáticas do hospedeiro mamífero.
Malaria is a devastating disease caused by Plasmodium parasites and transmitted to mammals through the bite of an infected anopheline female mosquito. The asymptomatic pre-erythrocytic phase of the parasite life cycle comprises the journey of sporozoites from the skin to the liver, their asexual multiplication in hepatocytes and the release of merozoites, the red blood cells infective forms. A crucial event for successful liver infection comprises the arrest of sporozoites in the sinusoids. The thrombospondin-related adhesion protein (TRAP) is a promising candidate to mediate this event, since trap knockout sporozoites cannot home to the liver. However, TRAP contains several adhesion domains in its extracellular portion and is also connected to the sporozoite actin-myosin motor through its C- terminal cytoplasmic domain. Thus, to further explore the role of TRAP in mediating the homing of sporozoites to the liver, we have successfully engineered bioluminescent parasites to express TRAP without the cytoplasmic tail. Indeed, the deletion of this domain renders sporozoites immotile but do not alter the surface presentation of the protein. As these sporozoites cannot invade the mosquito salivary glands and attain complete maturation, we have generated maebl knockouts as a control, a mutant line that based on previous findings remains in the mosquito hemolymph but do infect the liver as wild type parasites. Unexpectedly, we found that maebl knockout sporozoites have an impaired capacity to target and infect the liver of mice. Indeed, in vitro experiments demonstrate defective hepatocytes traversal and invasion by the maebl knockout sporozoites. These findings suggest that Plasmodium sporozoites may use a conserved mechanism for the recognition of molecules expressed by the mosquito salivary glands and the liver in the mammalian host.
Description: Mestrado em Microbiologia
URI: http://hdl.handle.net/10773/18525
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UA - Dissertações de mestrado

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