Mauro Javier Cortez Véliz.

Visita de alunos de graduação ao Laboratório de pesquisa ? Laboratório de Imunobiologia da interação Leishmania-macrófagos

Participação da Feira das Profissões da USP, que ocorreu no Parque de Ciência e Tecnologia (CIENTEC) da Universidade de São Paulo, no ano 2018. Nessa oportunidade, tivemos junto com o meu laboratório a chance de levar conhecimento relacionado ao tópico da nossa pesquisa (Leishmania) aos alunos de ensino médio, principalmente aqueles que postulariam no futuro à Universidade. No evento foi possível dar uma palestra no tópico de ?Biomedicina e Pesquisa?, no qual converso e discuto diferentes aspectos de uma visão de professor e pesquisador da USP.

CD200/CD200R complex are part of the immune checkpoint regulatory system. As such, CD200 ligand plays a pivotal role in the host immune response when bound to its receptor (CD200R) by causing suppression of proinflammatory responses. While CD200R is mainly expressed in the innate immune system cells such as macrophages, CD200 is ubiquitously present in different cell types, except in macrophages when its expression is induced only at certain conditions. Previous work has shown that extracellular vesicles (EVs) containing-DNA released by intracellular Leishmania induce the expression of CD200 in macrophages, resulting in a self-inhibitory mechanism that impairs the microbicidal response mediated by iNOS/NO, favoring parasite proliferation. In this proposal, we aim to characterize inflammatory process and the content of Leishmania-EVs that induce the expression of CD200 in macrophages and elucidate the mechanisms and signaling pathways involved and the inflammatory modulation that results in inhibition of microbicidal response. Moreover, we will demonstrate the potential application of Leishmania DNA-molecules coated in charged lipid (DODAB) nanoparticles for ligand delivery to specific macrophage population in multiple models of inflammatory diseases. The results obtained in this proposal will generate mechanistic knowledge that can be applied in potential clinical interventions. Our studies are supported by a team of internal and external collaborators that will enable the discovery and potentially application in multiple disease settings.

The immune checkpoint inhibitory mechanism mediated by the ligand CD200 and its receptor CD200R have been described to play a critical role in the host immune response, favoring Leishmania infection. While CD200R is mainly expressed in cells of the innate immune system such as macrophages, the ligand CD200 can occur in many different cell types. Our previous work has shown that macrophages express CD200 during infection by virulent protozoan parasites of the genus Leishmania. Moreover, the expression of CD200 can be induced by microvesicles released by the parasite inside the parasitophorous vacuole. The expression of CD200 in infected macrophages results in a self-inhibitory mechanism that impairs the microbicidal response mediated by iNOS/NO in favor of parasite resistance and proliferation. In this proposal, we aim to identify, characterize, and validate the importance of CD200/CD200R in the pathology and progression of different clinical manifestations of leishmaniasis in humans. Moreover, we will investigate the Leishmania microvesicles content involved in CD200 induction from infected macrophages, testing the top sequence candidates as potential CD200 agonists in murine models of Leishmania infection. Finally, we propose to extend our findings in tumor-bearing mice and evaluate the signaling pathways associated with CD200/CD200R by testing the top CD200 agonist candidates in a potential therapeutic approach in multiple clinical settings.

The control of the most important parasitosis of the developing world (malaria, Chagas, leishmaniasis) requires research into new antiparasite drugs. Recent advances on the properties of new molecules have leading to hypothesize that inhibition of parasite growth, under specific conditions of its exposure, can also promote an improved immune response of the host. 
Based on current projects and results from participants, this project poses a two-fold objective: FIRST, the selection, search, synthesis and in vitro screening of new antiparasite agents; SECOND, the preclinical study of selected antiparasite lead compounds in animal models of the diseases, with special focus on their immunoprotective adjuvant activity. 
Since we expect not only discover new antiparasite agents but also stimulating the global skills of the youngest team members in the field of drug discovery, we have designed SPECIFIC TRAINING ACTIVITIES: 1. Chemogenomics for selection and design of antiparasite molecules and targets; 2. In vitro evaluation of prospective molecules; 3. In vivo evaluation of antiparasitic activities, toxicity and immune responses.

Parasitas protozoarios de los géneros Trypanosoma e Leishmania son considerados patógenos intracelulares porque necesitan infectar células del huésped mamífero para perpetuar su ciclo biológico. Cuando las condiciones en el huésped son las adecuadas, estos patógenos pueden producir enfermedades como enfermedad de Chagas o Leishmaniosis, que son consideradas por la organización Mundial de la Salud como enfermedades desatendidas que causan grandes problemas en la población humana. Problemas en los tratamientos actuales contra estas dos grandes enfermedades han favorecido el desenvolvimiento de terapias alternativas y búsqueda científica de nuevas moléculas importantes del parasito que puedan ser inhibidas o bloqueadas con las nuevas tecnologías en el área de descubierta de nuevos tratamientos. Para esto, un conocimiento profundo en los mecanismos de infección por estos parásitos es de extrema importancia para la innovación de estrategias. El principal objetivo de nuestra colaboración científica es potenciar los dos grupos para el estudio de calcineurinas de Trypanosoma cruzi y Leishmania amazonensis, moléculas que presentan características importantes relacionadas con la infectividad de estos patógenos en la célula huésped del mamífero.

convênio Internacional ?Union Iberoamericana de Universidades?, do qual obtivemos auxílio financeiro ao nosso projeto ?Discovery of New Antiparasitic Agents? em parceria com: Universidade Complutense de Madrid (UCM), Universidad de Barcelona (UB), Universidad de Buenos Aires (UBA), Universidade de São Paulo.

The control of the most important parasitosis of the developing world (malaria, Chagas, leishmaniosis) requires research into new antiparasite drugs. Recent advances from the participant laboratories on the properties of new molecules has lead to hypothesize that inhibition of parasite growth, under specific conditions of its exposure, can also promote an improved immune response. 
Based on current projects and results from participants, this project poses a two-fold objective: FIRST, the selection, search, synthesis and in vitro screening of new antiparasite agents; SECOND, the preclinical study of selected antiparasite lead compounds in animal models of the diseases, with special focus on their immunoprotective adjuvant activity. 
Since we expect not only discover new antiparasite agents but also stimulating the global skills of the youngest team members in the field of drug discovery, we have designed SPECIFIC TRAINING ACTIVITIES: 1. Chemogenomics for selection and design of antiparasite molecules and targets; 2. In vitro evaluation of prospective molecules; 3. In vivo evaluation of antiparasitic activities, toxicity and immune responses.

Diversos estudos têm descrito a importância dos aminoácidos na biologia de diferentes protozoários como o Trypanosoma cruzi, o agente etiológico da doença de Chagas. Os aminoácidos, além de atuarem na síntese protéica e no metabolismo energético, possuem diversas outras funções no parasito. Dentre eles, vale a pena mencionar a diferenciação entre formas replicativas e infectivas, o sustento energético da invasão das células do hospedeiro mamífero, o estabelecimento da infecção e a resistência a diferentes tipos de estresse aos quais o parasita é naturalmente submetido ao longo do seu ciclo biológico, tais como o estresse osmótico, térmico, oxidativo e nutricional. Até agora tem-se avaliado o papel de vários dos aminoácidos, de maneira individual, nesses processos. Porém, ainda não há um trabalho integrado e sistemático que permita avaliar o papel das principais vias metabólicas envolvendo aminoácidos, nem as suas possíveis interações. Este projeto tem o propósito de: (1) Construir um mapa do metabolismo dos aminoácidos com foco naqueles com funções na bioenergética de T. cruzi, incluindo a definição de auxotrofias para estes metabólitos. (2) Avaliar para todos os aminoácidos a capacidade de: i) induzir síntese de ATP, H2O2, explosão respiratória e potencial de membrana mitocondrial, ii) diferenciação, iii) sustentar a invasão celular, iv) resistência a estresse oxidativo, térmico, nutricional, acídico e à toxicidade por acúmulo de NH4+, v) modular o ciclo celular, a autofagia e a morte celular programada sob estresse metabólico. (3) Avaliar, para os aminoácidos que apresentem alguma das funcionalidades descritas em (2), o papel funcional de enzimas do seu metabolismo, assim como o efeito da sua inibição química ou superexpressão em diferentes aspectos da biologia do parasito mencionadas em (2). (4) Realizar um estudo comparativo entre diferentes estágios das atividades das distintas vias metabólicas de aminoácidos por metabolômica dirigida (targeted metabolomic). (5) Desenvolver mediante CRISPR/Cas9 linhagens nocaute para as enzimas mais relevantes no metabolismo de aminoácidos de vias metabólicas críticas para os diferentes aspectos da biologia do parasita mencionados em (2) com o intuito de avaliar os seus possíveis efeitos relacionados com o potencial terapêutico. Avaliar por metabolômica o efeito da supressão gênica ou do tratamento com os inibidores sobre o perfil metabólico das células. (6) Avaliar o impacto do metabolismo de aminoácidos na administração dos níveis intracelulares de NH4+, e na produção de aminoaçúcares e glicoconjugados.

O principal objetivo desta proposta é analisar moléculas induzidas na célula hospedeira após a infecção do parasita e estudar a associação destas com as características da leishmaniose. Particularmente, nosso maior interesse é analisar a expressão de CD200 em infecções por isolados de Leishmania (Leishmania) amazonensis obtidos de pacientes apresentando leishmaniose cutânea localizada (LCL) e leishmaniose cutâneo difusa (LCD). Além disso, pretendemos estudar as vias de sinalização estimuladas por CD200 e o potencial papel dos receptores do tipo Toll na inibição da resposta do macrófago via inibição de oxido nítrico (NO) e inibição de citocinas.
De forma geral, o presente projeto pretende elucidar os aspectos da biologia celular da
infecção por L. (L.) amazonensis que se manifesta em duas distintas patologias. Em última analise, os resultados obtidos desta proposta podem gerar novos conhecimentos / descobertas de novos alvos terapêuticos para o tratamento da doença.

Há lacunas significativas no conhecimento sobre as estratégias utilizadas por parasitas do gênero Leishmania para sobreviver no ambiente inóspito como o fagolisossomo e, além disso, modular a resposta imune do macrófago. Muitos estudos foram publicados nos últimos anos, porém ainda muito pouco se sabe sobre como as formas amastigotas intracelulares destes protozoários podem manipular a ativação de macrófagos em benefício próprio e se esta manipulação está relacionada às propriedades do vacúolo parasitóforo (VP), que influenciam a capacidade desses parasitas em sustentar infecções intracelulares. 
O nosso estudo inclui a análise de moléculas induzidas na célula hospedeira pelo parasita, importantes para a inibição da resposta imune em macrófagos. Particularmente, expressão de CD200 no macrófago induzida por amastigotas de L. (L.) amazonensis foi implicada na imuno-modulação destas células fagocíticas por um mecanismo dependente de iNOS. O presente projeto pretende estudar as vias de sinalização estimuladas pelo parasita para expressar CD200 e dependência de receptores toll (TLRs) no processo. Além disso, nós pretendemos investigar se a modulação desencadeada pela expressão de CD200 está relacionada com a biogênese do vacúolo parasitóforo, uma vez que a ausência desta molécula imuno-moduladora no macrófago impede o crescimento do parasita gerando vacúolos visivelmente menores. A participação de tubulina na aquisição de diferentes organelas como lisossomos, sistema de golgi e reticulo endoplasmático ao vacúolo parasitóforo na presença ou ausência de CD200 será investigada em infecções por Leishmanias que produzem a forma visceral e outra que produz a forma cutânea da doença.

O controle e a prevenção de doenças infecciosas e parasitárias, incluindo aquelas transmitidas por artrópodes hematófagos permanecem uma meta distante. Nas últimas décadas tem se evidenciado cada vez mais que os medicamentos até então empregados possuem eficácia variável e muitos efeitos adversos. Esse cenário alarmante traz à tona a necessidade de abordagens inovadoras no sentido de se entender os detalhes da interação vetor-patógeno-hospedeiro. Nesse contexto, o Núcleo de Apoio à Pesquisa em Moléculas Bioativas de Artrópodes Vetores (NAP-MOBIARVE) tem como objetivo identificar e caracterizar alvos potenciais para o desenvolvimento de novos medicamentos para controle/tratamento dessas doenças ou ainda para o melhoramento da eficácia de drogas pré-existentes. Esperamos com esse projeto iniciar uma revolução na pesquisa de moléculas bioativas provenientes de artrópodes vetores, gerando conhecimentos úteis para a área de biologia desses ectoparasitas que poderão desvendar moléculas que facilitam a invasão e a infecção de patógenos, futuros candidatos para vacinas e de controle dos vetores. Outras áreas não diretamente relacionadas também se beneficiarão com a criação de ferramentas bioquímicas e farmacológicas, descoberta de anti-inflamatórios, imunomoduladores, antimicrobianos, antiparasitários e antitumorais