Foto: University of Massachusetts 
Michele Klingbeil, da University of Massachusetts, durante processo de pesquisa 
Cientistas da Universidade de Massachusetts, nos Estados unidos descobriram os mecanismos utilizados pelos parasitas para se replicarem e causarem doenças.
A pesquisa poderia um dia levar a uma nova arma para combater doenças como a doença do sono, doença de Chagas e leishmaniose.
No artigo, relatado na revista Eukaryotic Cell, Michele Klingbeil e seus colegas relataram a primeira caracterização detalhada de como proteínas-chave do modelo parasita Trypanosoma brucei se organizam para replicar o DNA mitocondrial (mtDNA).
Segundo os pesquisadores, entender essa coordenação espacial e temporal pode significar um avanço para o desenvolvimento de novos tratamentos que ataquem um dos processos de replicação dos parasitas.
"Parasitas como o T. brucei, que causam a doença do sono, não são fáceis de tratar, pois são muito parecidos com nossas próprias células. Antibióticos são ineficazes, por isso, tratamos como invasores, com produtos químicos tóxicos. Estamos tentando encontrar suas fraquezas, para que possamos explorá-las e, eventualmente, desenvolver um tratamento seletivo, eficaz e aceitável", afirma Klingbeil.
Para o trabalho, os pesquisadores focaram no método complexo de replicação do DNA mitocondrial dos tripanossomas, que envolve o DNA do cinetoplasto ou kDNA. Seus principais componentes são muito diferentes da replicação de DNA em animais e hospedeiros humanos, assim, se pudermos inibir o processo de replicação e tirar o kDNA, os parasitas irão morrer.
KDNA dos tripanossomas é encontrado como um nucleotídeo na mitocôndria, onde tem muitas cópias de mini e maxi-círculos. Estas moléculas passam informações para as células filhas através da polimerase do DNA cuja função é copiar todos os círculos da rede. Tripanossomas têm seis polimerases de DNA mitocondrial, enquanto os humanos têm apenas um.
Para descobrir como essas polimerases do tripanosoma sabem quando iniciar a replicação do DNA, os pesquisadores configuraram uma técnica de imunofluorescência para o acompanhamento de uma polimerase em particular, conhecida como POLID.
Seguindo a polimerase com uma etiqueta fluorescente ao longo do espaço e tempo, a equipe verificou, pela primeira vez, sua relação com o processo de replicação dos parasitas.
"Assim que olhamos mais de perto a localização da POLID, descobrimos um novo mecanismo de participação na replicação do kDNA. Em resposta às mudanças kDNA durante o ciclo de replicação, POLID foi dinamicamente redistribuída, ou mudou de local, da matriz mitocondrial para focos concentrados ao redor do kDNA, e ficou juntamente com as moléculas de kDNA replicantes.
"Esta hipótese nunca tinha sido vista. Foi incrível testemunhar essa descoberta. A pesquisa explica como POLID se engaja na replicação do kDNA e abre novos caminhos para estudar e intervir na dinâmica das proteínas mitocondriais. Esperamos encontrar um produto químico capaz de inibir POLID de realizar o seu papel durante a replicação, impedindo o desenvolvimento de doenças parasitárias", concluem os pesquisadores.
Caroline Machado de Oliveira
Algumas informações que encontrei sobre o DNA mitocondrial do Trypanosoma:
ResponderExcluirMetabolismo de DNA
Os tripanossomatídeos apresentam algumas propriedades biológicas que os distinguem de outros eucariotos, uma das diferenças mais marcantes é o DNA concatenado presente no cinetoplasto. O kDNA concatenado é o DNA mitocondrial mais elaborado presente na natureza e a complexidade dessa estrutura parece requerer um processo de replicação muito mais requintado que dos outro eucariotos. Em todos os eucariotos estudados até o momento, apenas uma DNA polimerase (DNA polimerase gama) esta envolvida no processo de replicação. Em tripanossomatídeos, existem diferentes polimerases que se localizam no cinetoplasto e que podem estar associadas com a replicação do material genético dessa organela. Nesse organismo, encontramos quatro DNA polimerases I (A, B, C, e D) que apesar de pertencerem a mesma família da DNA polimerase gama, apresentam uma maior similaridade com a DNA polimerase I de Escherichia coli. Também são encontradas no cinetoplasto, DNA polimerases que são encontradas no núcleo em outros eucariotos. Igual a Trypanosoma brucei, verificou-se que a DNA polimerase beta, que normalmente é encontrada no núcleo participando de vias de reparo de DNA, esta presente no cinetoplasto de T. cruzi.
Marcadores genotípicos polimórficos
Historicamente, estes marcadores foram inicialmente pesquisados no genoma mitocondrial, representado por uma rede complexa de milhares de moléculas de DNA circular, denominada cinetoplasto (Figura 1A). Em T. cruzi, o DNA mitocondrial (kDNA) perfaz cerca de 20 a 25% do DNA total da célula e é composto por dois tipos de moléculas, os maxicírculos e os minicírculos. Os maxicírculos (20.000 pb; 50 cópias por célula) codificam para proteínas da cadeia de transporte de elétrons e RNA ribossômico mitocondrial. Os minicírculos (1.400 pb; 10.000 a 20.000 cópias por célula) codificam para RNAs pequenos (RNAs guia) que participam do processo de editoração dos transcritos do maxicírculo. O minicírculo contém quatro regiões de seqüência conservada separadas por quatro regiões de seqüência variável. As últimas apresentam alta taxa de mutação, que confere diversidade entre os minicírculos dos isolados.
http://www.fiocruz.br/chagas/media/Parasito%20taxonomia%20molecular%20-%20FIG1.JPG
Figura 1: A: micrografia eletrônica de epimastigotas, K= cinetoplasto; B: estrutura do minicírculo; C: Perfis de digestão do minicírculo de isolados de T. cruzi com enzima de restrição e análise por eletroforese em gel. D: impressões digitais do DNA nuclear.
Carlos Machado
Bianca Zingales
www.fiocruz.br
Postado por Fernanda Carolina da Silva
Só a descoberta de um novo mecanismo de replicação do DNA, por si, já é substancialmente interessante. Claro, se esse conhecimento básico puder vir a se tornar algo aplicado, será também bastante interessante. Em termos de Ciência básica, quais avanços essa descoberta pode trazer?
ResponderExcluir