Parasita transgênico indica processo vital ligado ao cálcio
Pesquisa do Nucleo de Apoio à Pesquisa Nucleo de Pesquisa em
Sinalizacao Celular na Interação Patogeno-Hospedeiro (NAP-NUSCEP) da
USP, desenvolveu um parasita transgênico que expressa um indicador de
cálcio (Ca2+) geneticamente modificado (GCaMP3). O parasita é derivado
do Plasmodium falciparum, causador da malária humana. O íon de
cálcio, como em outras células conhecidas, está associado a uma série de
processos essenciais à sua sobrevivência. O parasita transgênico poderá
ser usado na busca de novas drogas antimaláricas, capazes de interferir
na via de Ca2+ vital para o Plasmodium.
De acordo com a professora Célia Regina da Silva Garcia, do
Instituto de Biociências (IB) da USP, que participou da pesquisa, cálcio
é um ion sinalizador universal. “Em diversos organismos já foi
demonstrado a importância deste segundo mensageiro nas vias de
sinalização da célula. Isto também acontece com o Plasmodium”, afirma a
professora, que coordena o NAP-NUSCEP. “Diversas pesquisas do Núcleo e
colaboradores, além de trabalhos de pesquisadores de outros países,
demonstraram a importância deste íon nos processos de secreção proteica,
invasão celular, motilidade, progressão celular e egresso da célula
hospedeira”.
É possível medir que há um aumento da fluorescência dentro do parasita quando ocorre uma reação que depende do ion cálcio. “No entanto, se um composto bloqueia esta reação, não poderemos seguir o aumento da fluorescência”, aponta a professora. “Desta forma, conhecendo o composto usado para bloquear a reação já saberemos de antemão que este composto bloqueia uma reação importante. A resposta para seguir o aumento de cálcio é bem rápida, cerca de milissegundos”
Tendo em vista que as vias de sinalização por Ca2+ são vitais para o Plasmodium, a pesquisa criou um parasita transgênico capaz de expressar um indicador de cálcio geneticamente modificado (GCaMP3). “Estes parasitas codificam de forma estável o indicador GCaMP3 superando assim as desvantagens do uso de moléculas orgânicas”, ressalta Célia.
Potenciais antimaláricos
“Diversos processos de seu desenvolvimento são controlados através desta sinalização e moléculas capazes de interferir neste processo tornam-se potenciais antimaláricos. Um exemplo é a artemisinina, um dos antimaláricos mais utilizados na atualidade, capaz de interferir na homeostasia de Ca2+ destas células”, explica Célia. “No entanto, já foram registrados inúmeros casos de parasitas de malaria resistente ao fármaco, tornando urgente a pesquisa nesta área para buscar substitutos”.
Assim, parasitas transgênicos expressando um indicador de Ca2+ (PfGCaMP3) poderão ser empregados na busca de novas drogas antimaláricas, capazes de interferir na via de Ca2+ vital para o parasita. “O GCaMP é uma ferramenta útil na busca de novas drogas”, diz a professora. O Laboratório de Genômica Funcional de Plasmodium do IB trabalha há anos para dissecar aspectos da biologia do parasita da malária humana, com especial ênfase aos mecanismos de sinalização desencadeados por Ca2+. “Nos trabalhos de pesquisa são usadas moléculas orgânicas capazes de mudar seu padrão de fluorescência ao se ligarem ao íon cálcio”, relata Célia.
A utilização de tais moléculas apresenta uma série de desvantagens, observa a coordenadora do NAP-NUSCEP. “Entre os inconvenientes, estão a não diferenciação entre célula hospedeira e parasita, e o fato de ser um método bastante invasivo, em que a introdução destas moléculas dentro do parasita consome tempo de preparo da reação”, diz. “Por isto surgiu a necessidade de desenvolver este transgênico, que pouparia tempo de analise, permite a medida de cálcio somente no parasita com um método que não é invasivo, pois o parasita já expressa a proteína que o torna fluorescente”.
A pesquisa com o parasita transgênico teve a participação da professora Célia Garcia, do aluno de doutorado Lucas Borges Pereira, bolsista da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e da bolsista PIBIC (iniciação científica), Bruna Rafaelala Koresch Leiva Campos. As conclusões do estudo são descritas no artigo “The GCaMP3 – A GFP-based calcium sensor forimaging calcium dynamics in the humanmalariaparasite Plasmodium falciparum”, publicado em 2014 na revista científica Methods X, que pode ser acessado neste link.
Foto: Marcos Santos / USP Imagens
Parasita transgênico expressa indicador de cálcio geneticamente modificado
É possível medir que há um aumento da fluorescência dentro do parasita quando ocorre uma reação que depende do ion cálcio. “No entanto, se um composto bloqueia esta reação, não poderemos seguir o aumento da fluorescência”, aponta a professora. “Desta forma, conhecendo o composto usado para bloquear a reação já saberemos de antemão que este composto bloqueia uma reação importante. A resposta para seguir o aumento de cálcio é bem rápida, cerca de milissegundos”
Tendo em vista que as vias de sinalização por Ca2+ são vitais para o Plasmodium, a pesquisa criou um parasita transgênico capaz de expressar um indicador de cálcio geneticamente modificado (GCaMP3). “Estes parasitas codificam de forma estável o indicador GCaMP3 superando assim as desvantagens do uso de moléculas orgânicas”, ressalta Célia.
Potenciais antimaláricos
“Diversos processos de seu desenvolvimento são controlados através desta sinalização e moléculas capazes de interferir neste processo tornam-se potenciais antimaláricos. Um exemplo é a artemisinina, um dos antimaláricos mais utilizados na atualidade, capaz de interferir na homeostasia de Ca2+ destas células”, explica Célia. “No entanto, já foram registrados inúmeros casos de parasitas de malaria resistente ao fármaco, tornando urgente a pesquisa nesta área para buscar substitutos”.
Assim, parasitas transgênicos expressando um indicador de Ca2+ (PfGCaMP3) poderão ser empregados na busca de novas drogas antimaláricas, capazes de interferir na via de Ca2+ vital para o parasita. “O GCaMP é uma ferramenta útil na busca de novas drogas”, diz a professora. O Laboratório de Genômica Funcional de Plasmodium do IB trabalha há anos para dissecar aspectos da biologia do parasita da malária humana, com especial ênfase aos mecanismos de sinalização desencadeados por Ca2+. “Nos trabalhos de pesquisa são usadas moléculas orgânicas capazes de mudar seu padrão de fluorescência ao se ligarem ao íon cálcio”, relata Célia.
A utilização de tais moléculas apresenta uma série de desvantagens, observa a coordenadora do NAP-NUSCEP. “Entre os inconvenientes, estão a não diferenciação entre célula hospedeira e parasita, e o fato de ser um método bastante invasivo, em que a introdução destas moléculas dentro do parasita consome tempo de preparo da reação”, diz. “Por isto surgiu a necessidade de desenvolver este transgênico, que pouparia tempo de analise, permite a medida de cálcio somente no parasita com um método que não é invasivo, pois o parasita já expressa a proteína que o torna fluorescente”.
A pesquisa com o parasita transgênico teve a participação da professora Célia Garcia, do aluno de doutorado Lucas Borges Pereira, bolsista da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e da bolsista PIBIC (iniciação científica), Bruna Rafaelala Koresch Leiva Campos. As conclusões do estudo são descritas no artigo “The GCaMP3 – A GFP-based calcium sensor forimaging calcium dynamics in the humanmalariaparasite Plasmodium falciparum”, publicado em 2014 na revista científica Methods X, que pode ser acessado neste link.
Foto: Marcos Santos / USP Imagens
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