Estudo estrutural e comparativo entre Sirtuínas 2 de diferentes espécies de Leishmania / Structural and comparative study between Sirtuins 2 of different species of Leishmania by means of Comparative Modeling and Molecular Dynamic

As leishmanioses são doenças negligenciadas que afetam mais de um bilhão e meio de pessoas ao redor do mundo, principalmente nos países em desenvolvimento, provocando grandes impactos socioeconômicos. Os fármacos disponíveis para o tratamento dessas doenças são ineficazes e apresentam graves efeitos adversos. O processo de pesquisa de novos fármacos envolve, entre outras coisas, a seleção de alvos bioquímicos essenciais para a sobrevivência e desenvolvimento do agente causador. Neste sentido, a Sirtuína 2, uma enzima epigenética com atividade hidrolase essencial para a sobrevivência dos parasitas do gênero Leishmania se apresenta como um alvo validado na busca de novos fármacos contra essas parasitoses. O planejamento de fármacos baseado na estrutura do receptor requer o conhecimento da estrutura tridimensional da proteína alvo. Desta forma, a elucidação estrutural e um estudo minucioso das Sirtuínas das várias espécies do gênero Leishmania apresenta-se como uma importante abordagem na aplicação desta estratégia na busca por agentes quimioterápicos. Até o momento, na família Trypanosomatidae, a única estrutura tridimensional resolvida experimentalmente de uma enzima Sirtuína 2 é a da espécie L. infantum. Assim, este trabalho aplicou a abordagem de Modelagem Comparativa utilizando o software Modeller na construção de modelos da Sir2rp1 das espécies L. infantum, L. major e L. braziliensis, cujas sequências de aminoácidos foram extraídas do banco de dados UNIProt. Os modelos construídos foram validados por meio da função de escore DOPE do Modeller e dos servidores PROCHECK, MolProbity e QMEAN, avaliando sua qualidade estereoquímica e seu enovelamento. Os ligantes naturais da enzima foram sobrepostos nos modelos construídos por alinhamento estrutural utilizando o software PyMol e os complexos validados foram submetidos a simulações de Dinâmica Molecular através do pacote GROMACS. Os complexos refinados foram então analisados por meio dos softwares PyMol e LigPlotPlus e dos pacotes GROMACS e gmx_MMPBSA, e foram estudados os sítios de ligação dos substratos e os resíduos de aminoácidos relevantes envolvidos em sua ligação e reconhecimento. A Modelagem Comparativa da Sirtuína 2 humana e seus homólogos das espécies L. infantum, L. major e L. braziliensis, as simulações de Dinâmica Molecular realizadas com os modelos enzimáticos construídos e validados complexados com seus ligantes naturais, os cálculos de energia de interação entre os modelos e seus substratos e o estudo estrutural comparativo realizado entre eles nos fornecem uma base teórica para a busca de novos inibidores da Sirtuína 2 que sejam mais seletivos e potentes contra as enzimas parasitárias, abrindo caminho para o desenvolvimento de candidatos a fármacos leishmanicidas mais seguros e eficazes

Leishmaniasis are neglected diseases that affect more than one and a half billion people around the world, mainly in developing countries, causing major socioeconomic impacts. The drugs available for the treatment of these diseases are ineffective and have serious adverse effects. The process of researching new drugs involves, among other things, the selection of biochemical targets essential for the survival and development of the causative agent. In this sense, Sirtuin 2, an epigenetic enzyme with hydrolase activity essential for the survival of parasites of the Leishmania genus, presents itself as a validated target in the search for new drugs against these parasites. Structure-Based Drug Design requires knowledge of the three-dimensional structure of the target protein. In this way, structural elucidation and a detailed study of Sirtuins from various species of the genus Leishmania presents itself as an important approach in the application of this strategy in the search for chemotherapeutic agents. To date, in the Trypanosomatidae family, the only experimentally resolved three-dimensional structure of a Sirtuin 2 enzyme is that of the species L. infantum. Thus, this work applied the Comparative Modeling approach using the Modeller software in the construction of Sir2rp1 models of the species L. infantum, L. major and L. braziliensis, whose amino acid sequences were retrieved from the UNIProt database. The constructed models were validated using Modeller's DOPE score function and the PROCHECK, MolProbity and QMEAN servers, evaluating their stereochemical quality and folding. The enzyme's natural ligands were superimposed on the built models by structural alignment using the PyMol software and the validated complexes were subjected to Molecular Dynamics simulations using the GROMACS package. The refined complexes were then analyzed using the PyMol and LigPlotPlus softwares and the GROMACS and gmx_MMPBSA packages, and the substrate binding sites and relevant amino acid residues involved in their binding and recognition were studied. The Comparative Modeling of human Sirtuin 2 and its homologues from the species L. infantum, L. major and L. braziliensis, the Molecular Dynamics simulations carried out with the constructed and validated enzymatic models complexed with their natural ligands, the interaction energy calculations between the models and their substrates and the comparative structural study carried out between them provide us with a theoretical basis for the search for new Sirtuin 2 inhibitors that are more selective and potent against the parasitic enzymes, paving the way for the development of safer and more effective leishmanicidal drug candidates

Clinical-dermatological, histological abnormalities and prevalence of Trypanosoma caninum and Leishmania infantum in dogs from Midwest region of Brazil / Anormalidades clínico-dermatológicas, histológicas e prevalência de Trypanosoma caninum e Leishmania infantum em cães da região Centro-Oeste do Brasil

Abstract Leishmania infantum is a trypanosomatid that causes parasitic dermatopathy in dogs. Trypanosoma caninum is another trypanosomatid, which infects the skin of dogs, although cutaneous abnormalities are absent. This study aimed to investigate the occurrence of T. caninum infection and its associated cutaneous and histological changes and compare it with the occurrence of L. infantum infection in dogs. The study included 150 dogs, of which T. caninum infection was identified in 3 (2%) and L. infantum infection in 15 (10%) of them, with no association (p>0.05) of these infections with the breed, gender, age, or cutaneous abnormalities. The cutaneous abnormalities were based on 1 (4.8%) and 12 (57.1%) dogs infected by T. caninum and L. infantum, respectively. The dermatohistopathological abnormalities in the dogs infected with T. caninum included mild perivascular lymphohistioplasmacytic infiltrates in the clinically asymptomatic ones, while in those with dermatological abnormalities, acanthosis, epidermal orthokeratotic hyperkeratosis, melanomacrophages, and co-infection with Microsporum sp. and Trichophyton sp. were observed. InL. infantum infected, the histopathological findings included chronic granulomatous inflammatory infiltrates and structures compatible with amastigotes. Despite the low frequency of T. caninum infection, our findings suggest that this trypanosomatid, unlike L. infantum, does not cause any macroscopic skin abnormalities.

Resumo Leishmania infantum é um tripanosomatídeo que causa dermatopatia parasitária em cães. Trypanosoma caninum é outro tripanosomatídeo, que infecta a pele de cães, embora anormalidades cutâneas sejam ausentes. Este estudo teve como objetivo investigar a ocorrência da infecção por T. caninum e suas alterações cutâneas e histológicas associadas e compará-las com a ocorrência da infecção por L. infantum em cães. O estudo incluiu 150 cães, dos quais a infecção por T. caninum foi identificada em 3 (2%) e a infecção por L. infantum em 15 (10%) deles, sem associação (p>0,05) dessas infecções com a raça, sexo, idade ou anormalidades cutâneas. As alterações cutâneas foram observadas em 1 (4,8%) e 12 (57,1%) cães infectados por T. caninum e L. infantum, respectivamente. As anormalidades dermato-histopatológicas nos cães infectados por T. caninum incluíram infiltrados linfo-histioplasmocitários perivasculares leves nos clinicamente assintomáticos, enquanto naqueles com anormalidades dermatológicas, foram observados acantose, hiperqueratose ortoqueratótica epidermal e melanomacrófagos e co-infecção por Microsporum sp. e Trichophyton sp. Nos cães infectados por L. infantum, os achados histopatológicos incluíram infiltrados inflamatórios granulomatosos crônicos e estruturas compatíveis com amastigotas. A despeito da baixa frequência da infecção por T. caninum, nossos achados sugerem que esse tripanosomatídeo, diferentemente de L. infantum, não causa anormalidades macroscópicas na pele.

Epidemiological factors related to the transmission risk of Trypanosoma cruzi in a Quilombola community, State of Mato Grosso do Sul, Brazil / Aspectos epidemiológicos relacionados ao risco de transmissão de Trypanosoma cruzi em comunidade Quilombola, Estado de Mato Grosso do Sul, Brasil

INTRODUCTION: This work was an epidemiological investigation of the risk of Trypanosoma cruzi transmission in the rural Quilombola community of Furnas do Dionízio, State of Mato Grosso do Sul, Brazil. METHODS: Of the 71 animals examined, seven were captured (two opossums, Didelphis albiventris; four rats, Rattus rattus; and one nine-banded armadillo, Dasypus novemcinctus) and 64 were domestic (one canine, Canis familiaris; five pigs, Sus scrofa; two bovines, Bos taurus; five caprines, Capra sp.; and 51 ovines, Ovis aries). Parasitological tests were performed to detect parasites in the blood and to identify the morphology of flagellates. These methods included fresh examinations, buffy coat tests and blood cultures. Molecular analysis of DNA for identification of trypanosomatids was performed by polymerase chain reaction (PCR) with primers S35 and S36. RESULTS: The parasitological tests showed flagellates in an opossum and two cattle. The molecular tests showed DNA from T. cruzi in an opossum and a pig. Triatoma sordida was the only triatomine species found in the community, and it colonized households (four specimens) and the surrounding areas (124 specimens). Twenty-three specimens tested positive for flagellates, which were subsequently identified as T. cruzi by PCR. CONCLUSIONS: Data analysis demonstrated that T. cruzi has a peridomestic life cycle that involves both domestic and wild mammals.

INTRODUÇÃO: Este trabalho foi uma investigação epidemiológica do risco de transmissão de Trypanosoma cruzi na comunidade rural Quilombola de Furnas do Dionízio, Estado de Mato Grosso do Sul. MÉTODOS: Dos 71 animais examinados, sete foram capturados (dois gambás, Didelphis albiventris; quatro ratos, Rattus rattus; e um tatu, Dasypus novemcinctus) e 64 eram domésticos (um canídeo, Canis familiaris; cinco suínos, Sus scrofa; dois bovinos, Bos taurus; cinco caprinos, Capra sp; e 51 ovinos, Ovis aries). Exames parasitológicos foram realizados para detectar parasitas no sangue e para identificar a morfologia dos flagelados. Estes métodos incluíram exame a fresco, exame do creme leucocitário e hemocultura. A análise molecular de DNA para identificação de tripanossomatídeos encontrados foi feita pela reação em cadeia da polimerase (PCR) com os primers S35 e S36. RESULTADOS: Os exames parasitológicos mostraram flagelados em um gambá e nos dois bovinos. Os testes moleculares mostraram a presença do DNA de T. cruzi em um gambá e um suíno. Triatoma sordida foi a única espécie de triatomíneo encontrada na comunidade colonizando domicílio (quatro espécimes) e peridomicílio (124 espécimes). Vinte e três amostras foram positivas para flagelados e identificados como T. cruzi pela PCR. CONCLUSÕES: A análise dos dados aponta para o ciclo peridoméstico do parasita e envolve tanto animais domésticos como selvagens.

Biologia comparativa e comportamento alimentar de Rhodnius neglectus e Rhodnius robustus (Triatominae) sob condições de laboratório / Comparative biology and feeding behavior of Rhodnius neglectus and Rhodnius robustus (Triatominae) under laboratory conditions

INTRODUÇÃO: A competência vetorial de triatomíneos é determinada a partir de estudos sobre biologia e comportamento alimentar em condições de campo e/ou laboratório. Fatores como número de picadas, quantidade de sangue ingerido e tempo de defecação têm implicações na transmissão de tripanosomatídeos. Parâmetros biológicos e comportamentais de Rhodnius neglectus e R. robustus foram comparados experimentalmente para estimar diferenças no potencial de transmissão de tripanosomatídeos. MÉTODOS: Os triatomíneos foram observados diariamente para determinar o período de desenvolvimento ninfal, mortalidade, detecção da fonte alimentar, número de picadas, tempo do repasto sanguíneo, quantidade de sangue ingerido, tempo entre o final do repasto e a primeira defecação e frequência de defecação. RESULTADOS: Apesar do período ninfal de R. neglectus (156,4 ± 25,05d) ter sido menor que o de R. robustus (204,7 ± 13,22d), a mortalidade foi similar entre as espécies (63,8 e 65%, respectivamente). R. robustus e R. neglectus detectaram rapidamente a fonte alimentar, especialmente no primeiro estádio (2,5 e 1,6min, respectivamente). Apesar do tempo de repasto sanguíneo ter sido similar entre as espécies, R. robustus ingeriu em média uma maior quantidade de sangue em todos os estádios, com maiores valores para as ninfas V. As ninfas de R. neglectus picaram mais vezes as fontes alimentares, defecaram mais rápido e mais frequentemente que as de R. robustus. CONCLUSÕES: Sob as condições de laboratório usadas, R. neglectus possui um maior potencial para transmissão de Trypanosoma cruzi e T. rangeli que R. robustus, atributo que deve ser avaliado em infecções experimentais.

INTRODUCTION: The vector competence of triatomine insects is determined by studying their biology and feeding behavior under field and/or laboratory conditions. Factors including the number of bites, the amount of blood ingested and defecation time have implications for trypanosome transmission. The biological and behavioral parameters of Rhodnius neglectus and R. robustus were compared under experimental conditions to estimate differences in the potential transmission of trypanosomes. METHODS: The insects were observed daily to determine the period of nymphal development, mortality, detection of food source, number of bites, time of blood meal intake, amount of blood ingested, time elapsed between the end of the meal and the first defecation and the frequency of defecation. RESULTS: Although the nymphal development of R. neglectus (156.4 ± 25.05d) was lower than that of R. robustus (204.7 ± 13.22d), the mortality between species was similar (63.8 and 65% respectively).R. robustus and R. neglectus quickly located the food source, especially in the first instar (2.5 and 1.6 min, respectively). Although the time of blood meal intake was similar between the species, R. robustus ingested a larger amount of blood on average at all stages and exhibited higher values for the fifth instar. Nymphs of R. neglectus bit more frequently, and they defecated faster and more often than those of R. robustus. CONCLUSIONS: Under laboratory conditions, R. neglectus has a greater potential for transmission of Trypanosoma cruzi and T. rangeli than does R. robustus, an attribute that should be further evaluated in experimental infections.

Trypanosomatids in phyllostomids (chiroptera, phyllostomidae) from Perobas Biological Reserve, Paraná, Brazil / Tripanossomatídeos em filostomídeos (chiroptera, phyllostomidae) da Reserva Biológica das Perobas, Paraná, Brasil / Tripanossomatídeos en filostomídeos (chiroptera, phyllostomidae) de la Reserva Biológica de las Perobas, Paraná, Brasil

The family Trypanosomatidae reunites a great number of species which parasite several organisms, among them, chiropterans, which may act as reservoirs. The present study aimed at demonstrating the occurrence of trypanosomatids in the blood of phyllostomids from Perobas Biological Reserve, Paraná, Brazil. The capture of the animals was performed with the aid of mist nets in July and August, 2008. The bats were contained manually and for the parasite analysis, a small drop of blood was collected in order to prepare imprint samples which were fixed in absolute methanol. In the laboratory, the slides were stained by the method of Giemsa, observed and photographed with the aid of a light microscope. Fifteen positive results were found out of 33 animals captured. Five of the species captured, Artibeus lituratus, Artibeus fimbriatus, Artibeus planirostris, Artibeus obscurus and Sturnira lilium presented trypanosomatids. Only two species did not have positive slides, Carollia perspicillata and Pygoderma bilabiatum. The species with positive slides have a diversified diet, including the ingestion of insects, which may facilitate the infection. These results contribute with information about the occurrence of these blood parasites in bats since studies about the subject in Brazil are scarce.

A família Trypanosomatidae reúne grande número de espécies que parasitam os mais diversos organismos, entre eles, os quirópteros, que podem atuar como reservatórios. O presente estudo teve por objetivo investigar a ocorrência de tripanossomatídeos no sangue de filostomídeos da Reserva das Perobas, Paraná. A captura dos animais ocorreu com o uso de redes de neblina, nos meses de julho e agosto de 2008. Os morcegos foram contidos manualmente, e, para a análise dos parasitas, uma gotícula de sangue foi retirada para a confecção do esfregaço e fixação com metanol absoluto. No laboratório as lâminas foram coradas pelo método Giemsa, observadas e fotografadas ao microscópio. Foram obtidos 15 resultados positivos dos 33 exemplares capturados, sendo que cinco das sete espécies capturadas, Artibeus lituratus, Artibeus fimbriatus, Artibeus planirostris, Artibeus obscurus e Sturnira lilium, apresentaram tripanossomatídeos sanguíneos. Somente em Carollia perspicillata e Pygoderma bilabiatum, não foram constatados esses parasitos. Os animais com resultados positivos têm uma dieta bastante diversificada, incluindo a ingestão de insetos, o que pode acarretar infecções, caso alimentem-se de insetos contaminados. Esses resultados contribuem com as informações acerca da ocorrência de parasitas sanguíneos em morcegos, haja vista a escassez de estudos sobre o assunto no Brasil.

La familia Trypanosomatidae reúne gran número de especies que parasitan los más diversos organismos, entre ellos, los quirópteros, que pueden actuar como reservatorios. Esta investigación buscó la ocurrencia de tripanosomatídeos en la sangre de filostomídeos de la Reserva de las Perobas, Paraná. La captura de los animales ocurrió con el uso de redes de neblina, en los meses de julio y agosto de 2008. Los murciélagos fueron contenidos manualmente, y para el análisis de los parasitas, una gota de sangre fue retirada para fregado y fijación con metanol absoluto. En el Laboratorio las láminas fueron coloreadas por el método Giemsa, observadas y fotografiadas al microscopio. Se alcanzó 15 resultados positivos dos 33 ejemplares capturados, siendo que cinco de las siete especies capturadas, Artibeus lituratus, Artibeus fimbriatus, Artibeus planirostris, Artibeus obscurus y Sturnira lilium, presentaron tripanosomatídeos sanguíneos. Solamente en Carollia perspicillata y Pygoderma bilabiatum, no se constató esos parasitas. Los animales con resultados positivos tienen una dieta bastante diversificada, incluyendo la ingestión de insectos, lo que puede causar infecciones caso se alimenten de insectos contaminados. Esos resultados contribuyen con las informaciones acerca de la ocurrencia de parasitas sanguíneos en murciélagos, dada la escasez de estudios sobre el asunto en Brasil.