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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.17.2020.tde-16012023-102238
Document
Author
Full name
Raul Alexander Gonzáles Córdova
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2020
Supervisor
Committee
Baqui, Munira Muhammad Abdel (President)
Sabbaga, Maria Carolina Quartim Barbosa Elias
Valente, Valeria
Title in Portuguese
Avaliação do dano no DNA em células infectadas pelo Trypanosoma cruzi
Keywords in Portuguese
γ53BP1
γDNA-PK
γH2AX
Ensaio cometa
Reparo no DNA
Resposta ao dano no DNA
Trypanosoma cruzi
Abstract in Portuguese
A Doença de Chagas, conhecida também como Tripanossomíase Americana, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi afeta aproximadamente 7 milhões de pessoas globalmente. Segundo dados atuais da Organização Mundial da Saúde, na américa Latina, 21 países são considerados regiões endêmicas além de que cerca de 70 milhões de pessoas estão em risco de infecção ao redor do mundo. Só no Brasil mais de q milhão de pessoas vivem com a infecção. Durante o processo de infecção, o T. cruzi pode infectar diferentes tipos celulares e tecidos. Uma vez dentro da célula hospedeira, o parasito tem a capacidade subverter respostas celulares da célula hospedeira incluindo a evasão do sistema imune e supressão da atividade oxidativa para, no final, manter a infecção e sua sobrevivência. No entanto, pouco se sabe sobre o dano no DNA da célula hospedeira durante o processo de infecção. Nesta dissertação de mestrado demonstramos pela primeira vez a existência de dano no DNA em células não fagocíticas LLC-MK2 infectadas pelo T. cruzi. A resposta ao dano no DNA foi observada através do uso de anticorpos específicos contra as proteínas envolvidas nas vias de resposta ao dano no DNA empregando técnicas de western blotting, imunofluorescência e o ensaio cometa. Nossos dados mostraram que, no início do processo de infecção, a célula hospedeira foi capaz de detectar o dano acometido no seu DNA mediante a ativação da proteína γH2AX, que é a molécula marcadora de dano inicial. O dano induzido no DNA das células hospedeiras infectadas pelo T. cruzi ativou a proteína γ53BP1, que apresentou picos máximos em 6 e 12 horas de infecção sugerindo, em conjunto, que o acometimento do dano no DNA foi na fita dupla do DNA. Além disso, mostramos através de microscopia Confocal a co-localização entre as proteínas γH2AX e γ53BP1 confirmando a ativação da cascata de sinalizações e recrutamento da via de resposta ao dano no DNA das células infectadas. Sugerimos, também, que a via de reparo ativada foi a junção de extremidades não homologas (NHEJ) nas células infectadas pelo T. cruzi mediante análise da proteína γDNA-PK formando focos de reparo nos núcleos das células hospedeiras com picos máximos em 12 horas. Para confirmar estes achados sobre os danos causados pelo T. cruzi durante a infecção na célula hospedeira, realizamos o ensaio cometa, que é um ensaio físico capaz de visualizar os fragmentos de DNA mediante aplicação de corrente elétrica e formação da cauda do cometa. Observamos o pico máximo de quebras do DNA após 12 horas de infecção. Quando analisamos a dinâmica de ativação de pares de proteínas marcadoras e mediadoras (γH2AX e γ53BP1), mediadoras e de reparo (γ53BP1 e γDNA-PK) e marcadoras e de reparo (γH2AX e γDNA-PK) observamos um comportamento diretamente proporcional entre γH2AX e γ53BP1 a partir de 6 horas de infecção e, também, entre γ53BP1 e γDNA-PK ao longo de todo o processo de infecção estudado. A sua vez, observamos uma relação inversamente proporcional em 12 horas entre H2AX e DNA-PK. Em conjunto, nossos dados inovadores, auxiliam na compreensão da Doença de Chagas, especificamente na resposta ao dano acometido no DNA da célula hospedeira durante o processo de infecção pelo T. cruzi.
Title in English
Evaluation of DNA damage in cells infected with Trypanosoma cruzi
Keywords in English
γ53BP1
γDNA-PK
γH2AX
Comet assay
DNA repair
Response to DNA damage
Trypanosoma cruzi
Abstract in English
Chagas disease, also known as American trypanosomiasis, caused by the protozoan Trypanosoma cruzi affects approximately 7 million people globally. According to current data from the World Health Organization, in Latin America, 21 countries are considered to be endemic regions and about 70 million people are at risk of infection around the world. In Brazil alone, more than q million people live with the infection. During the infection process, T. cruzi can infect different cell types and tissues. Once inside the host cell, the parasite can subvert cellular responses from the host cell including evasion of the immune system and suppression of oxidative activity to ultimately maintain the infection and its survival. However, little is known about the damage to the host cell's DNA during the infection process. In this master's thesis, we demonstrated for the first time the existence of DNA damage in non-phagocytic LLC-MK2 cells infected with T. cruzi. The response to DNA damage was observed through the use of specific antibodies against the proteins involved in the DNA damage response pathways using western blotting, immunofluorescence and comet assay techniques. Our data showed that, at the beginning of the infection process, the host cell was able to detect the damage in its DNA by activating the protein H2AX, which is the damagemarker molecule. The DNA damage induced in the host cells infected with T. cruzi activated the γ53BP1 protein, which peaked at 6 and 12 hours of infection, suggesting, together, that the DNA damage was affected by the double strand of DNA. Also, we have shown, through Confocal microscopy, the co-location between the γH2AX and γ53BP1 proteins, confirming the activation of the signalling cascade and recruitment of the pathway to respond to the DNA damage of infected cells. We also suggest that the activated repair path was the junction of non-homologous extremities (NHEJ) in cells infected with T. cruzi by analyzing the γDNA-PK protein forming foci of repair in the host cell nuclei with maximum peaks in 12 hours. To confirm these findings of the damage caused by T. cruzi during infection in the host cell, we performed the comet assay, which is a physical assay capable of visualizing the DNA fragments by applying electric current and forming the comet's tail. We observed the maximum peak of DNA breaks after 12 hours of infection. When we analyze the synchrony of pairs of marking and mediating proteins (γH2AX and γ53BP1), mediating and repairing (γ53BP1 and γDNA-PK) and marking and repair (γH2AX and γDNA-PK) we observe a behaviour directly proportional between γH2AX and γ53P1 and γ53B1 from 6 hours of infection and also between γ53BP1 and γDNAPK throughout the studied infection process. In turn, we observed an inversely proportional relationship in 12 hours between H2AX and DNA-PK. Together, our innovative data help to understand Chagas' disease, specifically in response to the damage to the host cell's DNA during the infection process by T. cruzi.
 
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Release Date
2022-10-29
Publishing Date
2023-01-16
 
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