Análise metabolômica revela alterações relacionadas à formação de pseudocistos induzidas pela depleção de ferro em Trichomonas vaginalis

Parasitas e Vetores volume 16, Número do artigo: 226 (2023) Citar este artigo

397 Acessos

2 Altmétrico

Detalhes das métricas

O ferro é um elemento essencial para as funções celulares, como o metabolismo energético. Trichomonas vaginalis, um patógeno do trato urogenital humano, é capaz de sobreviver no meio ambiente sem suplementação suficiente de ferro. Pseudocistos (estruturas semelhantes a cistos) são um estágio ambientalmente tolerado deste parasita enquanto encontram condições indesejáveis, incluindo deficiência de ferro. Demonstramos anteriormente que a deficiência de ferro induz glicólise mais ativa, mas uma regulação negativa drástica das enzimas metabólicas energéticas hidrogenossômicas. Portanto, a direção metabólica do produto final da glicólise ainda é controversa.

No presente trabalho, conduzimos uma análise metabolômica baseada em LC-MS para obter insights precisos sobre os eventos enzimáticos de T. vaginalis sob condições de depleção de ferro (ID).

Primeiramente, mostramos a possível digestão do glicogênio, polimerização da celulose e acúmulo de oligossacarídeos da família da rafinose (RFOs). Em segundo lugar, um ácido graxo de cadeia média (MCFA), o ácido cáprico, foi elevado, enquanto a maioria dos ácidos graxos C18 detectados foram significativamente reduzidos. Terceiro, os aminoácidos foram em sua maioria reduzidos, especialmente alanina, glutamato e serina. Trinta e três dipeptídeos apresentaram acúmulo significativo nas células ID, o que provavelmente estava associado à diminuição de aminoácidos. Nossos resultados indicaram que o glicogênio foi metabolizado como fonte de carbono, e o componente estrutural celulose foi sintetizado ao mesmo tempo. A diminuição dos ácidos graxos C18 implicou na possível incorporação no compartimento membranoso para formação de pseudocistos. A diminuição dos aminoácidos acompanhada por um aumento dos dipeptídeos implicou proteólise incompleta. Essas reações enzimáticas (alanina desidrogenase, glutamato desidrogenase e treonina desidratase) provavelmente estavam envolvidas na liberação de amônia.

Essas descobertas destacaram a possível utilização de glicogênio, biossíntese de celulose e incorporação de ácidos graxos na formação de pseudocistos, bem como produção de amônia precursora de NO induzida por estresse depletado de ferro.

Trichomonas vaginalis é o agente causador da doença sexualmente transmissível não viral mais comum, a tricomoníase. Acredita-se que a alta prevalência da tricomoníase esteja subestimada, uma vez que existem muitas infecções assintomáticas. Os sintomas da tricomoníase variam de inflamação leve a resultados graves, como trabalho de parto prematuro e aborto espontâneo [1, 2]. Esta infecção é geralmente autolimitada; se necessário, tinidazol e metronidazol são a primeira escolha de tratamento. No entanto, a resistência cumulativa a estes medicamentos está a levar-nos a desenvolver novas estratégias terapêuticas [3].

T. vaginalis reside no trato urogenital em ambos os sexos, onde nutrientes e elementos essenciais não são suficientemente suplementados. O ferro desempenha papéis biológicos importantes em quase todos os organismos vivos. Relatórios anteriores indicaram que a sobrevivência das células trichomonas depende de diferentes estratégias metabólicas em ambientes com deficiência de ferro (DI). Por exemplo, acredita-se que a glicólise mais ativa supera o defeito de produção de energia no hidrogenossomo [4, 5]. Ainda é controverso se a direção metabólica do produto final da glicólise, o piruvato, é afetada por essas condições, uma vez que as enzimas a jusante no hidrogenossomo estão quase ausentes na escassez de ferro [4]. O piruvato é um metabólito central que pode ser convertido em aminoácidos, lactato e acetil-CoA para posterior biossíntese de ATP e ácidos graxos [6]. Investigações anteriores indicaram que T. vaginalis não possui um mecanismo completo para digerir ou sintetizar ácidos graxos de novo [7]. Consequentemente, menos atenção tem sido dada à regulação de lipídios e metabólitos relacionados neste protista.

Os cistos são o estágio infeccioso de muitos protozoários patogênicos humanos, como Entamoeba histolytica e Giardia intestinalis. O metabolismo nas células formadas por cistos é diferente daquele do trofozoíto ativo. Durante o encistamento de E. histolytica, o metabolismo do glicogênio e dos lipídios são mais ativos para a formação da parede do cisto e o rearranjo membranoso, respectivamente [8,9,10,11]. Eventos metabólicos semelhantes também estão presentes em G. lamblia, embora o principal componente da parede do cisto seja β-1,3-GalNac em vez de quitina em E. histolytica [12].