Modulatory effect of iron chelators on adenosine deaminase activity and gene expression in Trichomonas vaginalis

Trichomonas vaginalis is a flagellate protozoan that parasitises the urogenital human tract and causes trichomoniasis. During the infection, the acquisition of nutrients, such as iron and purine and pyrimidine nucleosides, is essential for the survival of the parasite. The enzymes for purinergic signalling, including adenosine deaminase (ADA), which degrades adenosine to inosine, have been characterised in T. vaginalis. In the evaluation of the ADA profile in different T. vaginalisisolates treated with different iron sources or with limited iron availability, a decrease in activity and an increase in ADA gene expression after iron limitation by 2,2-bipyridyl and ferrozine chelators were observed. This supported the hypothesis that iron can modulate the activity of the enzymes involved in purinergic signalling. Under bovine serum limitation conditions, no significant differences were observed. The results obtained in this study allow for the assessment of important aspects of ADA and contribute to a better understanding of the purinergic system in T. vaginalis and the role of iron in establishing infection and parasite survival.

Sistema purinérgico de Trichomonas vaginalis: envolvimento da ectonucleosídeo trifosfato difosfoidrolase e da ecto-5-nucleotidase na produção de adenosina e na secreção de óxido nítrico por neutrófilos / Trichomonas vaginalis purinergic system: involvement of ecto-nucleoside triphosphate dyphosphohydrolases and ecto-5-nucleotidase on adenosine production and oxide nitric release by neutrophils

Trichomonas vaginalis é um protozoário flagelado que parasita o trato urogenital humano e é o agente etiológico da tricomonose, a DST não viral mais frequente no mundo. No processo inflamatório promovido pela infecção, ainfiltração leucocitária é a principal mudança citológica observada. Considerando o impacto da doença na saúde pública e a importância de investigar novos alvos terapêuticos para o tratamento da tricomonose, o estudo de aspectos bioquímicos do parasito torna-se fundamental. Nucleotídeos extracelulares, especialmente ATP, sãoliberados pelas células em situações de estresse, anóxia ou lesão, sequencialmente as ectonucleotidases são capazes de hidrolisá-los levando à produção de adenosina. É importante destacar que T. vaginalis não realiza síntese de novo de purinas e asenzimas participam das vias de salvação. Avaliando-se o perfil das ectonucleotidases de T. vaginalis em uma condição de limitação de soro bovino, o qual representa a fonte de adenosina para os trofozoítos, observou-se um aumento significativo dahidrólise de ATP, ADP e AMP, como também da expressão gênica da NTPDase e do metabolismo dos nucleotídeos extracelulares. Além disso, essa situação promoveu atraso do ciclo celular dos parasitos nos estágios G0/G1, sugerindo um aumento dopool intracelular de nucleotídeos da adenina. Na tentativa de melhor compreender os mecanismos envolvidos no recrutamento de leucócitos para o sítio da infecção, investigou-se a produção de óxido nítrico (NO) por neutrófilos estimulados com T. vaginalis. Os trofozoítos promoveram aumento dos níveis de NO, o qual provavelmente é sintetizado pela forma induzível da enzima óxido nítrico sintase. Os nucleotídeos da adenina não foram capazes de modular a produção de NO,diferentemente da adenosina que provocou significativa redução da secreção do mediador, possivelmente por meio da ativação de receptores A2A. Os resultados obtidos demonstram a importância das ectonucleotidases de T. vaginalis na geração de adenosina e contribuem para o entendimento de mecanismos envolvidos com a imunidade na tricomonose.

Analysis of the NTPDase and ecto-5'-nucleotidase profiles in serum-limited Trichomonas vaginalis

Trichomonas vaginalis is a parasite of the human urogenital tract that causes trichomonosis, the most prevalent non-viral sexually transmitted disease. Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase (NTPDase) family members, which hydrolyse extracellular ATP and ADP and ecto-5′-nucleotidase, which hydrolyses AMP, have been characterised in T. vaginalis. For trichomonad culture, the growth medium is supplemented with 10 percent serum, which is an important source of nutrients, such as adenosine. Here, we investigated the ATP metabolism of T. vaginalis trophozoites from long-term cultures and clinical isolates under limited bovine serum conditions (1 percent serum). The specific enzymatic activities were expressed as nmol inorganic phosphate (Pi) released/min/mg protein, the gene expression patterns were determined by reverse transcriptase-polymerase chain reaction, the extracellular adenine nucleotide hydrolysis was analysed by high performance liquid chromatography and the cell cycle analysis was assessed by flow cytometry. Serum limitation led to the profound activation of NTPDase and ecto-5'-nucleotidase activities. Furthermore, the levels of NTPDase A and B transcripts increased and extracellular ATP metabolism was activated, which led to enhanced ATP hydrolysis and the formation of ADP and AMP. Moreover, the cell cycle was arrested at the G0/G1 stage, which suggested adenosine uptake. Our data suggest that under conditions of serum limitation, NTPDase and ecto-5'-nucleotidase play a role in providing the adenosine required for T. vaginalis growth and that this process contributes to the establishment of parasitism.