Metabolismo de zinco em Paracoccidioides bradiliensis

Abstract

O fungo termodimórfico Paracoccidioides brasiliensis é agente etiológico da paracoccidioidomicose, uma micose sistêmica de alta incidência em países latino americanos. O processo infeccioso ocasionado por esse microrganismo é marcado pela conversão do fungo de uma forma não patogênica para uma forma patogênica, leveduriforme. O estabelecimento e o sucesso do processo infeccioso estão relacionados com a aquisição de micronutrientes essenciais, como o zinco, ferro e cobre, os quais são requeridos como cofatores em vários processos biológicos essenciais como a respiração, crescimento do organismo e composição de proteínas. Estudos prévios desenvolvidos em nosso laboratório demonstraram que os genes codificantes dos transportadores de alta (PbZrt1) e de baixa afinidade (PbZrt2) de ferro e zinco são moléculas induzidas durante o processo infectivo do fungo P. brasiliensis em modelo animal. No presente estudo foram realizadas análises in silico no banco de dados do genoma estrutural de P. brasiliensis (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/paracoccidioides_brasiliensis/MultiHome .html), nas quais possíveis genes envolvidos na homeostase de zinco foram identificados e utilizados para a elaboração de um provável modelo de manutenção da homeostase de zinco em P. brasiliensis. A técnica qRT-PCR em tempo real foi usada para avaliar o perfil de expressão dos genes Pbzrt1 e Pbzrt2, bem como de outros genes possivelmente envolvidos na homeostase de zinco, durante a exposição de células leveduriformes do referido fungo, nas seguintes condições de cultivo: diferentes concentrações de ZnSO4, depleção de zinco, depleção de ferro e depleção de cobre. qRT-PCR em tempo real foi utilizada ainda para analisar a expressão dos genes Pbzrt1 e Pbzrt2 em células leveduriformes de P. brasiliensis derivadas de baço infectado, durante 15 dias. Os dados obtidos ao fim desse trabalho sugerem tanto a relação entre íons zinco e ferro na homeostase de zinco, quanto a importância do transportador de alta afinidade de ferro e zinco PbZrt1 durante o processo infeccioso. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The thermally dimorphic fungus Paracoccidioides brasiliensis is the agent responsible for causing paracoccidioidomycosis, a common systemic mycosis in Latin America. The infectious process is characterized by the fungus conversion from a non-pathogenic to a pathogenic form. The infectious process establishment depends on the acquisition of essential micronutrients such as zinc, iron and copper, which are required as cofactors in several biological processes such as respiration, fungal growth and protein maturation. Previous studies developed in our laboratory showed the genes coding for high (PbZrt1) and low (PbZrt2) affinity iron and zinc transporters are induced during the infective process caused by P. brasiliensis in animal model. In the present study in silico analysis was performed on the database of the structural genome of P. brasiliensis (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/paracoccidioides_brasiliensis/MultiHome.html). Genes involved in maintaining the homeostasis of zinc have been identified and used for the development of a probable model of zinc homeostasis in P. brasiliensis. The technique of real time qRT-PCR was used to evaluate the expression profile of Pbzrt1 and Pbzrt2 and the probable genes involved in zinc homeostasis during exposure of yeast cells of P. brasiliensis to different concentrations of ZnSO4, as well as in absence of zinc, iron and copper. Real time qRT-PCR was also used to analyze the expression of Pbzrt1 and Pbzrt2 in yeast cells of P. brasiliensis derived from spleen of infected mice. All together data of this study suggest the relationship between zinc and iron ions in the homeostasis of zinc and the importance of highaffinity transporter of iron and zinc during the infectious process.