A doença de Chagas, que afeta 8 milhões de pessoas no mundo, é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi. A infecção parasitária causada pelo T. cruzi causa disfunção mitocondrial na célula hospedeira, tanto na fase aguda, quanto na fase crônica da doença. Após a infecção é possível observar aumento do tamanho e densidade mitocondrial na célula hospedeira. Essas alterações acompanham a elevação da carga parasitária e co-localização entre parasita e mitocôndria da célula hospedeira. Entretanto, a real contribuição da mitocôndria da célula hospedeira no processo de infecção, bem como na degeneração tecidual causada pela doença de Chagas, ainda não foi elucidada. Sabendo que a mitocôndria é uma organela dinâmica, capaz de alterar seu número, tamanho e densidade de acordo com a demanda metabólica tecidual, hipotetizamos que tanto a infecção pelo parasita quanto a degeneração tecidual oriunda da infecção dependem da reorganização morfológica e funcional da mitocôndria da célula hospedeira para atender uma demanda energética aumentada do parasita. Além disso, propomos que uma modulação desses processos seja capaz de controlar e/ou prevenir a infecção e/ou progressão da doença de Chagas. Dessa forma o objetivo da presente proposta é investigar o papel da plasticidade mitocondrial da célula hospedeira na infecção pelo T. cruzi e degeneração tecidual. Nossos resultados mostram que de fato a rede mitocondrial da célula hospedeira (fibroblastos em cultura) sofre mudança frente infecção com T. cruzi. Observamos aparecimento de agregados mitocondriais próximos aos parasitas e aumento nos níveis de proteínas relacionas à fusão mitocondrial. Utilizando fibroblastos nocautes para proteínas específicas envolvidas nos processos de fissão e fusão mitocondrial, observamos que a ausência da proteína Opa1 (envolvida na fusão da membrana interna mitocondrial e formação de supercomplexos) aumenta tanto o número de células infectadas quanto o número de parasitas por célula (carga parasitária). A ausência da proteína Opa1 também aumenta a evasão parasitária, sugerindo um importante papel dessa proteína no processo de invasão-diferenciação-evasão parasitária. Entretanto, as células nocautes para Opa1 apresentam metabolismo celular semelhante às selvagens 24h após infecção, excluindo o componente bioenergético nesse fenótipo dependente de Opa1. Também observamos que fibroblastos com ausência da Mfn1 (envolvida na fusão de membrana externa mitocondrial) e Mff (envolvida na fissão mitocondrial) apresentam reduzida taxa de infecção, sem diferenças na diferenciação e evasão. Nossos dados apontam para papel importante da dinâmica mitocondrial na infecção pelo t. cruzi, uma vez que a ausência de proteínas relacionadas à fusão mitocondrial na célula hospedeira facilitou o parasita completar seu ciclo de vida, e a ausência de proteínas relacionadas à fissão mitocondrial impôs dificuldade ao parasita para completar seu ciclo de vida.

Chagas disease (CD) which affects 8 million people worldwide, is caused by the protozoan Tryoanosoma cruzi. The parasitic infection caused by T. cruzi causes mitochondrial dysfunction in the host cell, both in the acute and chronic phases of the disease. Post infection, it is possible to observe an increase in mitochondrial size and density in the host cell. These changes follow the increase in parasite load and colocalization between parasite and host cell mitochondria. However, the real contribution of host cell mitochondria in the infection process, as well as in tissue degeneration caused by CD, has not yet been elucidated. Knowing that mitochondria is a dynamic organelle, capable of changing its number, size and density according to tissue metabolic demand, we hypothesized that both parasite infection and tissue degeneration resulting from infection dependence on the morphological and functional reorganization of the host cell mitochondria to meet the increased energy demand of the parasite. Furthermore, we propose that a modulation of these processes is capable of controlling and/or prevent progression of Chagas disease. Thus, the objective of the present proposal is to investigate the role of host cell mitochondrial plasticity in T. cruzi infection. Our results show that, in fact, the mitochondrial network of the host cell (fibroblast in culture) undergoes change in the face of infection with T. cruzi. We observed the appearance of mitochondrial aggregates close to the parasite and an increase in the levels of proteins related to mitochondrial fusion. Using knockout fibroblast for specific proteins involved in mitochondrial fission and fusion processes, we observed that the absence of the Opa1 protein (involved in mitochondrial inner membrane fusion and supercomplex formation) increases both the number of infected cells (parasitic load). The absence of the Opa1 protein also increases parasite evasion, suggesting an important role of this protein in the parasite invasion-differentiation-evasion process. However, Opa1 knockout cells show similar cell metabolism to wild-type cells 24h after infection, excluding the bioenergetic component in this Opa1-dependent phenotype. We also observed that fibroblast lacking Mfn1 (involved in mitochondrial outer membrane fusion) and Mff (involved in mitochondrial fission) have a reduced infection rate with no differences in differentiation and evasion. Our data point to an important role of mitochondrial dynamics in T. cruzi infection, since the absence of proteins related to mitochondrial fusion, specially Opa1, in host cell facilitated the parasite to complete its life cycle, and the absence of proteins related to mitochondrial fission made it difficult to the parasite to complete its life cycle.