Avaliação do metabolismo oxidativo e energético de Strigomonas culicis e suas implicações na interação com o hospedeiro

Abstract

Strigomonas culicis é um protozoário monoxênico encontrado no intestino médio de vários mosquitos, apresentando um ciclo de vida restrito à forma epimastigota. Dentre as suas peculiaridades, existe a presença de uma bactéria endossimbiótica, cujo papel biológico envolve a captação de heme e ferro para o protozoário, moléculas envolvidas no metabolismo energético e oxidativo. Apesar da colonização do intestino de insetos hematófagos, ambiente rico em espécies reativas de oxigênio, uma avaliação detalhada dos mecanismos antioxidantes desses protozoários ainda não foi realizada. Neste trabalho, avaliamos o metabolismo oxidativo e energético de S. culicis comparando três diferentes cepas: selvagem (WT), apossimbiótica (Apo) e selvagem H2O2-resistente (WTR). Apo foi mais susceptível ao estresse oxidativo, apresentando uma maior captação de glicose e fosforilação oxidativa reduzida, além de apresentar atividade antioxidante menos eficiente e expressão gênica aumentada de três isoformas da triparedoxina. Por outro lado, WT apresentou maior resistência ao estresse oxidativo, especialmente a altos níveis de H2O2, além de uma dependência maior da mitocôndria para a obtenção de energia. WTR apresentou uma maior resistência ao desafio oxidativo e maior dependência da fosforilação oxidativa, demonstrado através do maior consumo de oxigênio e do potencial de membrana mitocondrial, do aumento da atividade dos complexos II-III e IV além da alta produção de ATP, sendo ainda observado um aumento da expressão gênica do complexo II Esta cepa ainda produziu níveis reduzidos de ROS e de peroxidação lipídica em relação às demais, com o aumento na expressão gênica de uma das isoformas de triparedoxina. Apesar das alterações fisiológicas, não foram encontradas alterações ultraestruturais na WTR, inclusive na mitocôndria. A indução de resistência também levou a uma maior colonização do intestino médio de Aedes aegypti ex vivo e in vivo, o que reforça a hipótese de que o ambiente pro-oxidante no intestino do mosquito regula a população de S. culicis, dado corroborado pelo aumento da colonização do intestino pelas três cepas do protozoário após a alimentação de A. aegypti com ascorbato ad libitum. WTR ainda apresentou um aumento na adesão a macrófagos peritoneais murinos, demonstrando a influência da resistência ao estresse oxidativo também na interação com células de mamíferos. Desta forma, as estratégias metabólicas e antioxidantes de S. culicis começaram a ser descritas bem como o papel do endossimbionte no processo, o que contribui para a compreensão dos mecanismos de resistência e persistência do protozoário em mamíferos, incluindo o homem.