Búsqueda del dominio TIR en Entamoeba histolytica y su participación en el proceso de fagocitosis

Abstract

ABSTRACT: Entamoeba histolytica is an intestinal parasite that affects humans with high morbidity and mortality rates all around the world. Phagocytosis of epithelial cells, erythrocytes, leucocytes and bacteria from normal flora, are considered the major pathogenic mechanisms of this parasite. Several proteins are required in phagocytosis, some with the TIR domain (Toll/Interleukin-1 Receptor). TIR is involved in nutrients acquisition and defense mechanisms against pathogens; and It has been found in several eukaryotes, including free live amebas (evolutionary related to Entamoeba histolytica) and metazoan organisms. It has been suggested that E. hystolytica phagocytosis could be mediated by TIR. This protein domain could be part of cellular signaling complexes adapted to both as a defense and as nutrition system. Its conservation suggests it could have appear very early in evolution, before animal diversification and could be present in very primitive eukaryotes as E. histolytica. Our goal was then to determine if E. histolytica contains proteins with TIR domains and if these proteins are involved in the signaling pathways for bacteria and erythrocyte phagocytosis. Using databases from the NCBI, Sanger ?s Institute and Pathema Institute and with several in silico and bioinfromatic strategies, we searched for proteins of E. histolytica with TIR domain. We found two principal candidates, a GTPase from the Rab protein family and a tiorredoxin. When we inhibited their activities in vitro, by using small interference dsRNAs, trophozoites showed a diminished capability for the phagocytosis of both human erythrocytes and Escherichia coli. These results suggest that TIR domains from both proteins may have a negative role in the phagocytosis process in E. histolytica.

RESUMEN: Entamoeba histolytica es un parásito intestinal de los humanos que causa padecimientos con altos niveles de morbilidad y mortalidad alrededor del mundo. Entre sus principales mecanismos de patogenicidad se encuentra la fagocitosis de células epiteliales, endoteliales, eritrocitos, leucocitos y bacterias comensales. Para este proceso de fagocitosis se han involucrado varias proteínas, algunas de las cuales poseen el denominado dominio TIR (Toll/Receptor de Interleucina-1). Este dominio, involucrado tanto en los mecanismos de adquisición de nutrientes como en los de defensa, se encuentra ampliamente distribuido en diversos organismos eucariontes, desde amibas de vida libre (evolutivamente relacionadas con Entamoeba histolytica) hasta organismos pertenecientes al grupo metazoa. Se ha sugerido entonces que la fagocitosis en E. hystolytica puede estar mediada por este dominio formando parte de un componente celular de señalización que ha sido adaptado como mecanismo de defensa y de ingesta de nutrientes, aún antes de la diversificación de los animales, y que pudiera estar presente en los organismos más primitivos del grupo de los eucariontes como lo son aquellos pertenecientes a la especie de E. histolytica. Debido a lo anterior, en el presente estudio se propuso investigar si E. histolytica posee proteínas con el dominio TIR y si estas proteínas participan en las vías de señalización involucradas en la fagocitosis de eritrocitos y bacterias. Para ello, a partir de las bases de datos del NCBI, del Instituto Sanger y del Instituto Pathema, se realizó la búsqueda de secuencias in silico de proteínas que presenten el dominio TIR en E. histolytica a través de diversas estrategias bioinformáticas, encontrándose dos posibles candidatos, una GTPasa de la familia Rab y una Tiorredoxina. Adicionalmente, cuando inhibimos in vitro los transcritos de estas secuencias por medio de pequeños RNAs de interferencia de doble cadena, los trofozoitos adquirieron una mayor capacidad de fagocitosis de eritrocitos y Escherichia coli. Esto último sugiere que estas proteínas con dominios TIR, juegan un papel en los mecanismos de fagocitosis como reguladores negativos de este proceso.