Celia Regina da Silva Garcia.

A malária é umas das principais doenças infecciosas que aflige a humanidade. Os estudos da última década apontam que patógenos desenvolveram sofisticadas redes de sinalização celular que permitem tanto a comunicação célula-célula quanto mecanismos para detectar o ambiente extracelular. Neste sentido, acredita-se que os parasitas desenvolveram sistemas para resistir a grandes alterações nos diferentes microambientes, aos quais são expostos ao longo de seu ciclo de vida. Desta forma, em adição à uma biologia complexa, com estágios sexuais e assexuais de desenvolvimento, o parasita da malária é exposto a microambientes distintos dentro do ciclo do vetor, bem como durante seu desenvolvimento dentro de um vertebrado. O objetivo geral deste projeto é entender como o parasita detecta a sinalização de seu meio, quais são os componentes moleculares envolvidos na transdução desta sinalização. Reportamos recentemente que a sinalização purinérgica poderia estar envolvida na percepção do TNF por P. falciparum. Pretendemos dissecar o envolvimento da sinalização de purinas no ciclo de P. falciparum, revelando assim qual é a participação de um receptor P2X7 na sinalização do TNF. Utilizaremos parasitas transgênicos PfGCaMP3, bem como outras ferramentas moleculares e celulares para entender as vias de sinalização no parasita da malária com o objetivo de romper esta sinalização.

A malária é umas das principais doenças infecciosas que aflige a humanidade. Os estudos da última década apontam que patógenos desenvolveram sofisticadas redes de sinalização celular que permitem tanto a comunicação célula-célula quanto mecanismos para detectar o ambiente extracelular. Neste sentido, acredita-se que os parasitas desenvolveram sistemas para resistir a grandes alterações nos diferentes microambientes, aos quais são expostos ao longo de seu ciclo de vida. Desta forma, em adição à uma biologia complexa, com estágios sexuais e assexuais de desenvolvimento, o parasita da malária é exposto a microambientes distintos dentro do ciclo do vetor, bem como durante seu desenvolvimento dentro de um vertebrado. O objetivo geral deste projeto é entender como o parasita detecta a sinalização de seu meio, quais são os componentes moleculares envolvidos na transdução desta sinalização. Reportamos recentemente que a sinalização purinérgica poderia estar envolvida na percepção do TNF por P. falciparum. Pretendemos dissecar o envolvimento da sinalização de purinas no ciclo de P. falciparum, revelando assim qual é a participação de um receptor P2X7 na sinalização do TNF. Utilizaremos parasitas transgênicos PfGCaMP3, bem como outras ferramentas moleculares e celulares para entender as vias de sinalização no parasita da malária com o objetivo de romper esta sinalização.

Este equipamento nos permitirá utilizar pequenas quantidades de parasita, e realizar estudos em tempo real com parasitas que expressam GFP para decifrar mecanismos moleculares de sinalização de cálcio. Estes estudos de fisiologia celular são fundamentais para que haja saltos qualitativos em nossa pesquisa. O sistema também será utilizado para triagem de compostos. Como o parasita Plasmodium falciparum possui um ciclo de vida de 48 horas, seguir o processo temporal é fundamental para estes estudos nos diferentes estágios. Como exemplo, o estagio responsável pela invasão de eritrócitos, o merozoito. Este processo ocorre em uma janela de tempo de poucos minutos. Além disto a progressão do ciclo em passagem pelos estágios como anel, trofozoito e esquizonte ocorre em espaços curtos de tempo e em horários pouco controlados, tornando o nosso trabalho extremamente dependente de um sistema de imagem de cálcio que possa ser utilizado de forma mais flexível e muitas vezes em tempo pouco programável. Outros estudos de imaging serão realizados, pois atualmente estamos expressando no P. falciparum um marcador genético e fluorescente de mitocôndria que nos permitira seguir processos dinâmicos de rearranjo desta organela durante a progressão do ciclo do parasita. Lembramos que o parasita só possui uma mitocôndria, porem esta possui um tamanho razoável que permitirá a obtenção de imagens para estudos ao longo do ciclo. De toda a forma o sistema de imaging estará a disposição da comunidade da USP e fora desta também. A aquisição deste equipamento vai possibilitar a capacitação e formação de estudantes e Pós docs nesta importante área e ampliar a colaboração com grupos de pesquisa no exterior e no Brasil.

Cell Biology is the foundation to understand all aspects of the biological sciences. All aspects of organism development and function require the understanding of how the cells within each organism work. The central objective of our school is to expose students to hot topics in cell biology, namely host-pathogen interactions with focus on how cells transduces signals and, how cell division is coordinated. We propose to invite prominent scientists to teach the courses. For example, we have assembled a team of scientists, including three Nobel Laureates Drs. Randy Schekman, Martin Chalfie and Eric Betzig, and the former president of the American National Academy of Sciences Dr. Bruce Alberts. This school is organized in collaboration with the American Society of Cell Biology (ASCB) and the European Molecular Biology Organization (EMBO) and the International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB). The ASCB is the largest Cell Biology organization in the world with a long tradition in promoting research and science education around the world through its annual meetings and many other activities year round. As a prominent scientific organization in Europe, the EMBO supports biological research activities in its laboratories and promotes scientific exchange and education through organizing workshops and meetings around the world. With the strong support from ASCB and EMBO, we believe that we will be able to assemble a strong team of scientists to teach the SPACELL. Through lectures, student-organized poster sessions and discussions, the SPACELL will strongly contribute to the advancement of research and education in Cell Biology both in the State of Sao Paulo and others parts of Brazil.

Cell Biology is the foundation to understand all aspects of the biological sciences. All aspects of organism development and function require the understanding of how the cells within each organism work. The central objective of our school is to expose students to hot topics in cell biology, namely host-pathogen interactions with focus on how cells transduces signals and, how cell division is coordinated. We propose to invite prominent scientists to teach the courses. For example, we have assembled a team of scientists, including three Nobel Laureates Drs. Randy Schekman, Martin Chalfie and Eric Betzig, and the former president of the American National Academy of Sciences Dr. Bruce Alberts. This school is organized in collaboration with the American Society of Cell Biology (ASCB) and the European Molecular Biology Organization (EMBO) and the International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB). The ASCB is the largest Cell Biology organization in the world with a long tradition in promoting research and science education around the world through its annual meetings and many other activities year round. As a prominent scientific organization in Europe, the EMBO supports biological research activities in its laboratories and promotes scientific exchange and education through organizing workshops and meetings around the world. With the strong support from ASCB and EMBO, we believe that we will be able to assemble a strong team of scientists to teach the SPACELL. Through lectures, student-organized poster sessions and discussions, the SPACELL will strongly contribute to the advancement of research and education in Cell Biology both in the State of Sao Paulo and others parts of Brazil.

A elucidação dos mecanismos de controle do ciclo celular e desenvolvimento do Plasmodium, agente etiológico da malária, é de fundamental importância para p desenvolvimento de novas estratégias para o combate à doença. Desta forma, diferentes vias de controle tanto do ciclo celular quando to desenvolvimento são propostas a serem estudadas neste projeto. A partir dos dados gerados nestes últimos anos, que incluem a identificação de receptores serpentinos, conhecidos por participar de diversos processos celulares, e que são alvos freqüentes de drogas estão sendo agora melhor estudados. A caracterização da proteína RACK (receptor da proteína quinase C), também é de grande importância uma vez que a proteína quinase C ainda não foi encontrada em P. falciparum. Ainda, a via de sinalização por melatonina em Plasmodium falciparum tem gerado informações sobre a participação do sistema ubiquitina-proteossomo e da proteína quinase 7 como efetores moleculares. Por último, os mecanismos de detoxificação da heme nestes parasitas através da hemeoxigenase também serão aqui avaliados. Estes sub-projetos propostos abrangem diversos processos celulares que participam do controle do desenvolvimento e proliferação do parasita da malária que causa a forma mais grave da doença, o Plasmodium falciparum permitindo assim uma contribuição ao entendimento de diversos processos biológicos que compreendem vias de sinalização, controle de expressão gênica, metabolismo celular entre outros processos que participam de forma indireta.

O presente projeto tem como um dos objetivos sequenciar o genoma de cepas de P. falciparum resistentes à cloroquina e compará-lo - com relação à maquinaria molecular de homeostasia de cálcio com o genoma de parasita não resistente à cloroquina. Para este objetivo, estamos utilizando a tecnologia inovadora do sequenciador coordenado pelo Professor Wilson Araújo da Silva Junior, do Departamento de Genética da USP de Ribeirão Preto. Para análise da informação proveniente do sequenciamento contaremos com a colaboração do Dr. Phil Rosenthal da UCSF, EUA. O Dr. Luis Marcelo Aranha de Camargo, (USP - Montenegro, Rondônia) e o Prof. Mariano Zalis da UFRJ também participam do projeto com o conhecimento de cepas resistentes em território. Através desta ferramenta, torna-se possível a análise comparativa de sequências de DNA de diversas linhagens resistentes de parasitas. Tendo em vista a hipótese de que alguns antimaláricos poderiam agir quebrando a homeostase de cálcio, é plenamente plausível supor que existam linhagens resistentes capazes de manter a homeostase do segundo mensageiro sob a ação desses antimaláricos. É de grande interesse descobrir se existem outras mutações capazes de conferir resistência aos parasitas, ou mesmo capazes de amplificar a resistência conferida pela mutação no gene Pfcrt. Em colaboração com o Prof. David Fidock da Universidade de Columbia, USA, parasitas P. falciparum DD2 resistentes a cloroquina e com mutações no gene PfCRT o qual codifica para a proteína PfCRT (Chloroquine resistant Transporter) foram cedidos para a investigação da sinalização de cálcio intracelular nas cepas 3D7, DD2 (resistente) e DD2(mutante no PFCRT). Os parasitas estão em cultura em nosso laboratório e estão sendo avaliados com relação a capacidade de manutenção de homeostasia de cálcio. Além disso, a hipótese de que possa ocorrer regulação intrônica em parasitas resistentes também há de ser considerada. Fazendo uso das linhagens resistentes a cloroquina fornecidas pelos colaboradores será possível realizar um exame mais totalitário nos genomas de linhagens resistentes, e por consequência, uma análise comparativa mais completa. Analisando em primeira instância os principais genes envolvidos na homeostase de cálcio, e em seguida, outras possíveis mutações, seríamos capazes de identificar marcadores envolvidos no mecanismo de resistência dos parasitas. A idéia inicial será testar cepas comprovadamente resistentes à cloroquina para investigar se há mudanças na sinalização de cálcio. Além do sequenciamento investigaremos possíveis mudanças de transcrição de genes da maquinaria de cálcio a partir de ensaios de PCR por tempo real. Em Nagamune e Sibley, 2006 os autores identificaram vários genes em P. falciparum que em comparação com outros genomas, devem codificar a expressão de proteínas cuja ação/modulação é dependente de cálcio. Em adição, neste projeto investigaremos a capacidade de drogas derivadas de quinonas - sintetizadas pelo Dr. Victor Ferreira (UFF - RJ) - em desfazer a homeostase de cálcio em cepas de P. falciparum resistentes e não resistentes à cloroquina e inibir o ciclo de vida do parasita Uma quinoteca contendo cerca de noventa quinonas sintetizadas pelo Dr. Victor serão utilizadas no screening. Em adição, temos interesse em estudos de mecanismo de ação de novos compostos sintetizados baseados em modificações na estrutura das quinonas que resultarem em drogas mais potentes quanto a inibição do ciclo intraeritrocítico e/ou quebra de homeostasia de cálcio no parasita.

Integrante do Projeto do Instituto Nacional de Ciencia e Tecnologia CNPq - InBqMed

Pronex em Malaria - CNPq-Fapesp

Integrante convidada a participar da rede européia para dissecar as vias de sinalização do Plasmodium

É conhecido que quando as células são artificialmente expostas à um meio de baixa concentração de cálcio, o íon é bombeado para fora da célula até o esvaziamento das organelas que estocam cálcio, levando à morte da célula. Nesse sentido, para evitar tal destino, o Plasmodium, deve ter desenvolvido algum mecanismo molecular que possibilite a sua maturação e posterior divisão no interior do eritrócito.Com base em resultados obtidos em nosso laboratório, estamos propondo que a solução para o problema reside na inversão da membrana do eritrócito para originar a membrana do vacúolo parasitóforo. Tal fenômeno, ocorreria na invasão do eritrócito pelo parasita, que arrastaria parte da membrana plasmática no processo, permitindo que a Ca2+ ATPase da membrana plasmática bombeie o íon para dentro do espaço delimitado entre o vacúolo parasitóforo e a membrana plasmática. Dessa maneira, o ambiente iônico nessa região, pelo menos em relação ao íon cálcio, mimetizaria o meio extracelular a qual as células eucarióticas estão geralmente expostas. Por outro lado, informações do Genoma do Plasmodium e de estudos de Fisiologia celular apontam para a utilização de uma maquinaria de cálcio do parasita para sinalizar eventos celulares. Diante deste quebra-cabeças , este projeto tem como objetivo elucidar as bases moleculares da transdução de sinal do ciclo intraeritrocítico do Plasmodium bem como integrá-los com perspectivas da Fisiologia Celular. Especificamente:
1 - investigação da ação regulatória do cálcio liberado na ativação do Plasmodium chabaudi e P. falciparum por melatonina na síntese de DNA e RNAm, na síntese e fosforilação de proteínas do parasita. 2 - caracterização molecular e farmacológica do receptor de melatonina em Plasmodium falciparum. 3 - caracterização bioquímica e fisiológica da proteína ?PfRack? como receptor para proteína quinase C e sua localização durante o processo de maturação do Plasmodium falciparum. 4 - papel da mitocôndria e Retículo endoplasmá

Destinado a compra do microscópio confocal.

O presente projeto tem como objetivo estudar as bases moleculares e celulares envolvidas no processo de sinalização celular durante a maturação de parasitas da malária, bem como analisar comparativamente os mecanismos de transdução de sinal utilizados por parasitas que infectam humanos, P.falciparum, parasitas de roedores, P.chabaudi e parasitas que infectam lagartos.

O presente projeto tem como objetivo estudar as bases moleculares e celulares envolvidas no processo de sinalização celular durante a maturação de parasitas da malária, bem como analisar comparativamente os mecanismos de regulação de íons cálcio utilizados por parasitas que infectam humanos, P. falciparum e os parasitas de roedores, P. chabaudi.

O Projeto tem como objetivo estudar os aspectos da Biologia Celular na interação parasita-hospedeiro bem como caracterizar processos de natureza bioquímica envolvidos no desenvolvimento intraerotrocitário do Plasmodium da malária. Este projeto abrange: 1 - Estudo da regulação do processo de fosforilação - defosforilação das proteínas Pc2500 e Pf332. 2 - Medição dos níveis intracelulares de cálcio no Plasmodium chabaudi e Plasmodium falciparum. 3 - Investigar as propriedades bioquímicas, imunológicas e localização celular de uma proteína de 220 KDa presente no P. chabaudi.