Estudo das diferentes populações de vesículas extracelulares produzidas por Giardia intestinalis

Abstract

Resumo: Giardia intestinalis, um protozoário microaerofílico, é um importante agente etiológico de infecção intestinal em todo o mundo, conhecido também por ser a "diarréia do viajante" Há evidências de que, em diversas condições, o parasita é capaz de liberar vesículas extracelulares (VEs) que modulam a fisiopatologia da giardíase. Neste trabalho, descrevemos novas características da produção de VEs de G. intestinalis, revelando sua capacidade de liberar duas populações diferentes de VEs enriquecidas: vesículas extracelulares largas (VELs) e pequenas (VEPs), assim como funções de adesão relevantes associadas à população maior. A análise proteômica revelou diferenças em proteínas importantes para a virulência e também para as interações patógeno-hospedeiro entre os dois tipos de VEs, como proteínas de resposta ao estresse antioxidante e citoesquelético em VELs. Avaliamos o efeito de dois inibidores associados à liberação de VEs em células de mamíferos, a saber, inibidores de peptidilarginina deiminases (PAD) e canabidiol (CBD), na liberação de VEs de Giardia. Os compostos foram ambos capazes de reduzir efetivamente a liberação de VEs, o inibidor de PAD afetando especificamente a liberação de VELs e reduzindo a adesao do parasita às células hospedeiras in vitro. Nossos resultados sugerem que VELs e VEPs têm um papel diferente na interação patógeno-hospedeiro, e que o tratamento com inibidores de VEs pode ser uma nova estratégia de tratamento para a giardíase. Além disso, investigaram-se os efeitos do decavanadato de sódio (doravante denominado NaV10), nicotinamida (composto I) e isonicotinamida (composto II) em células de Giardia intestinalis. A exposição dos trofozoítos de Giardia ao NaV10 e ao composto II revelou redução na viabilidade dos trofozoítos (valores de GI50 de cerca de 10 ?mol L - 1) e afetou a aderência do parasita aos tubos de cultura de poliestireno e a uma monocamada de células Vero, mesmo em baixas concentrações.

Abstract: Giardia intestinalis is a microaerophilic protozoan that is an important etiologic agent of intestinal infection worldwide, also known as the "traveler diarrhea". There is evidence that under diverse conditions, the parasite is capable of shedding extracellular vesicles (EVs) which modulate the physiopathology of giardiasis. Here we describe new features of G. intestinalis EV production, revealing its capacity to shed two different enriched EV populations: large (LEV) and small extracellular vesicles (SEV) and identified relevant adhesion functions associated with the larger population. Proteomic analysis revealed differences in proteins relevant for virulence and host-pathogen interactions between the two EV subsets, such as cytoskeletal and anti-oxidative stress response proteins in LEVS .We assessed the effect of two recently identified inhibitors of EV release in mammalian cells, namely peptidylarginine deiminase (PAD) inhibitor and cannabidiol (CBD), on EV release from Giardia. The compounds were both able to effectively reduce EV shedding, the PAD-inhibitor specifically affecting the release of LEVs and reducing parasite attachment to host cells in vitro. Our results suggest that LEVs and SEVs have a different role in host-pathogen interaction, and that treatment with EV-inhibitors may be a novel treatment strategy for recurrent giardiasis. In addition, the effects of sodium decavanadate (henceforth called NaV10), nicotinamide (compound I) and isonicotinamide (compound II) were investigated in Giardia intestinalis cells. Exposure of Giardia trophozoites to NaV10 and compound II revealed reduction in trophozoite viability (GI50 values of ca. 10 ?mol L-1) and affected the parasite adherence to both polystyrene culture tubes and a monolayer of Vero cells, even at low concentrations.