Caracterización de Inhibidores de Serino-proteasas (Serpinas) de Fasciola hepatica como fundamento para el desarrollo de nuevos métodos de control de la Fasciolosis

• Autores: Lucía Laura Sánchez Di Maggio
• Directores de la Tesis: Patricia Berasain (dir. tes.), Itabajara da Silva Vaz (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de la República (Uruguay) ( Uruguay ) en 2020
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: hdl.handle.net
• Resumen
  • español

    Las proteasas son enzimas notables que participan en innumerables procesos fisiológicos importantes en los animales. Sin embargo, la proteólisis no regulada puede llevar a la aparición de algunas enfermedades funcionales. Los inhibidores de proteasas desempeñan funciones cruciales en el desarrollo y la supervivencia de los parásitos. Estos inhibidores participan en la modulación de las respuestas inmunes de sus huéspedes vertebrados. Los miembros de la familia de las serpinas (inhibidores de serino-proteasas por sus siglas en inglés) son inhibidores irreversibles de las serino-proteasas y regulan los sistemas relacionados con la defensa contra los parásitos. Actualmente hay información limitada disponible sobre los inhibidores de la proteasa del trematodo hematófago Fasciola hepatica. En esta tesis, se caracterizaron cuatro serpinas de F. hepatica (FhS-1 - FhS-4). La caracterización bioquímica reveló que rFhS-2 inhibe la actividad de la catepsina G de neutrófilos humanos. Comparativamente, rFhS-4 inhibe la actividad de la quimotripsina pancreática bovina y la catepsina G. En consecuencia, el índice de estequiometría (SI) para rFhS-2 y catepsina G fue 2.6, mientras que para rFhS-4 fue 2.4 para quimotripsina y 1.3 para catepsina G. Además, se observó la formación de complejos irreversibles entre rFhS-2 y rFhS-4 con estas proteasas. El análisis bioquímico de rFhS-4 demuestra que tiene una constante de segundo orden (ka) de 3.8 x 103 M-1 s-1 para quimotripsina. De manera similar, con otras serpinas, ambas proteínas recombinantes se unen a la heparina con alta afinidad. La localización en tejidos demostró que estas serpinas no están localizadas en los mismos órganos, que FhS-2 se localiza en el ovario y FhS-4 en las células intestinales, y ambos se ubicaron conjuntamente en las espinas dentro del tegumento. Estos hallazgos proporcionan la base para los posibles roles funcionales de estas proteínas como parte de un mecanismo del gusano adulto para evadir el sistema inmunitario del huésped y proteger los huevos para continuar el ciclo de vida del parásito. Una mayor comprensión del papel funcional de estas serpinas podría conducir al descubrimiento de nuevas intervenciones de control antiparasitario.

  • English

    Protease inhibitors play crucial roles in parasite development and survival, modulating immune responses of their vertebrate hosts. Members of the serpin (serine protease inhibitors) family are irreversible inhibitors of serine proteases and regulate systems related to defense against parasites. Limited information is currently available on protease inhibitors from the blood fluke Fasciola hepatica. In this study, we characterized four serpins from the liver fluke Fasciola hepatica (FhS-1 – FhS-4). Biochemical characterization reveals rFhS-2 inhibited the activity of human neutrophil cathepsin G.

    Comparatively, rFhS-4 inhibited the activity of bovine pancreatic chymotrypsin and cathepsin G. Accordingly, the stoichiometry index (SI) for rFhS-2 and cathepsin G was 2.6, while for rFhS-4 was 2.4 for chymotrypsin and 1.3 for cathepsin G. Additionally, formation of irreversible complexes between rFhS-2 and rFhS-4 with these proteases were observed. Biochemical analysis of rFhS-4 demonstrates it has a second-order constant (ka) of 3.8 x 103 M-1 s-1 for chymotrypsin. Similarly, with other serpins, both recombinant proteins binds to heparin with high affinity. Tissue localization demonstrated that these serpins are not in the same organs, FhS-2 is localized in the ovary and FhS-4 in the gut cells, and both of them co-localized in the spines within the tegument. These findings provide the basis for possible functional roles of these proteins as part of a mechanism in the adult fluke to evade the host immune system and to protect the eggs to continue the parasite life cycle. Further understanding of serpins from the blood fluke may lead to the discovery of novel anti-parasitic control interventions.