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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.87.2019.tde-13012021-154500
Document
Auteur
Nom complet
Bruno Rodrigues Alves Russo
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2019
Directeur
Jury
Santos, Katia Cristina Pereira Oliveira (Président)
Amaral, Murilo Sena
Leite, Luciana Cezar de Cerqueira
Silveira Filho, José Franco da
Titre en portugais
Análise in silico dos homólogos do receptor de TNF-alfa em helmintos
Mots-clés en portugais
Helmintos
Interação parasita-hospedeiro
Ligantes TNF-alfa
Receptores TNF-alfa
Sinalização celular
Resumé en portugais
A relação parasita-hospedeiro é complexa e mediada por uma série de moléculas produzidas por ambos os organismos. Compreender os mecanismos moleculares envolvidos nesta relação é extremamente importante para o desenvolvimento de novas estratégias de combate aos patógenos. Diversas moléculas e vias de sinalização têm sido estudadas e destaca-se a via mediada pelo receptor homólogo ao receptor de TNF-alfa humano em Schistosoma mansoni (SmTNFR). É descrito que o TNF-alfa humano atua sobre os processos de ovoposição, metabolismo e desenvolvimento do parasita. A via de sinalização de SmTNFR pode ser o mecanismo molecular pelo qual o TNF-alfa do hospedeiro exerce seu efeito sobre o parasita, especialmente pela ausência de um homólogo ao ligante (TNF-alfa humano). Neste trabalho foi realizada a busca por homólogos de SmTNFR nas sequências do genoma e transcriptoma dos helmintos disponíveis nos bancos de dados do GenBank e do Wormbase por meio de análises in silico. Foram identificados 47 genes homólogos ao SmTNFR em 42 espécies de helmintos (22 em Platelmintos e 20 em Nematelmintos) que possuem domínios conservados da família de receptores de TNF (TNFR). Os homólogos de SmTNFR possuem módulos A1/B2 como o NGFR em mamíferos. Diversas análises filogenéticas com 38 homólogos de SmTNFR apontaram para o mesmo contexto evolutivo, o qual sugere a não ocorrência de nenhum grande evento de duplicação, inserção ou deleção nos genes de TNFR que evidenciasse uma evolução molecular diferente da esperada entre os filos, classes e ordens destes helmintos. Uma modelagem molecular comparativa foi realizada com SmTNFR (platelmintos) e TsTNFR (nematelmintos) e foram geradas estruturas similares ao receptor humano devido à conservação das cisteínas e da formação de pontes dissulfeto nos domínios. Estes modelos foram acoplados ao TNF-alfa humano e foi observada a formação de trímeros para a interação com a citocina, como esperado. A busca por homólogos do próprio ligante, o TNF-alfa, no genoma dos helmintos resultou na identificação de 11 homólogos em 4 espécies de platelmintos da classe Rhabditophora, (organismos de vida livre). Não foram encontrados homólogos do ligante nos demais platelmintos. Isto sugere que o gene do ligante foi perdido ao longo da evolução com a adaptação do parasitismo. Estes dados indicam a importância da investigação da via de sinalização mediada pelos receptores de TNF nos helmintos para a compreensão da biologia básica do parasita, da relação molecular estabelecida entre parasita e seu hospedeiro, do papel da via no contexto evolutivo do parasitismo, ou seja, entender como a perda do ligante pode ser um evento relevante para a adaptação no parasitismo.
Titre en anglais
In silico analysis of TNF-alpha receptor homologs in helminths.
Mots-clés en anglais
Cell signaling
Helminths
Parasite-host interaction
TNF-alpha ligands
TNF-alpha receptors
Resumé en anglais
The host-parasite relationship is complex and mediated by a series of molecules produced by both organisms. Understanding the molecular mechanisms involved in this relationship is extremely important for the development of new pathogen control strategies. Several molecules and signaling pathways have been studied and the signaling pathway mediated by the TNF-alpha receptor homolog in Schistosoma mansoni (SmTNFR) stands out. Human TNF-alpha is reported to act on the parasite´s oviposition, metabolism and development processes. The SmTNFR signaling pathway may be the molecular mechanism by which host TNF-alpha exerts its effect on the parasite, especially by the absence of a ligand homolog (human TNF-alpha). In this work, we searched for SmTNFR homologs in the sequences of helminth genomes and transcriptomes available at GenBank and Wormbase databases by in silico analyzes. 47 SmTNFR homolog genes were identified in 42 helminth species (22 in Platelminths and 20 in Nematelminths) which contain conserved domains of the TNF receptor family (TNFR). SmTNFR homologs have A1 / B2 modules like NGFR in mammalians. Several phylogenetic analyzes with 38 SmTNFR homologs pointed to the same evolutionary context, which suggests that no large events such as duplication, insertion, deletion occurred in the TNFR genes that may show a different molecular evolution from the expected among the phyla, classes, and orders of these helminths. A comparative molecular modeling was performed with SmTNFR (platelminths) and TsTNFR (nematelminths) and structures similar to the human receptor were generated due to the conservation of cysteines and the formation of disulfide bridges in the domains. These models were coupled to human TNF-alpha and the formation of trimers for the cytokine interaction was observed as expected. The search for homologs of the ligand, TNF-alpha, in the helminth genome resulted in the identification of 11 homologs in 4 species of Rhabditophora platelminths (free-living organisms). No ligand homologs were found in the other flatworms. This suggests that the ligand gene was lost throughout the evolution with the adaptation of parasitism. These data indicate the importance of investigating the TNF receptor-mediated signaling pathway in helminths to understand the basic biology of the parasites, the molecular relationship established between parasites and their hosts, the role of the pathway in the evolutionary context of parasitism, that is to understand how the ligand loss may be a relevant event for the parasitic adaptation.
 
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Date de Publication
2021-10-13
 
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