Caracterização dos mecanismos de comunicação intercelular no desenvolvimento de uma infeção por Rickettsia: uma estratégia para identificar novos fatores de virulência

Objetivo temático: Determinar de forma quantitativa as alterações moleculares induzidas no secretoma de células hospedeiras após uma infeção por Rickettsia e perceber o efeito dessas alterações na capacidade da bactéria Rickettsia em sobreviver e proliferar nessas células vizinhas previamente ativadas.

Área Científica: Ciências Biológicas

Síntese do Projeto: Estima-se que aproximadamente um bilião de pessoas estão em risco de contrair infeções provocadas por bactérias intracelulares obrigatórias. Entre estes agentes patogénicos incluem-se diferentes espécies de Rickettsia, responsáveis por doenças globalmente emergentes e de notificação obrigatória conhecidas por rickettsioses. Dificuldades relacionadas com o diagnóstico, a falta de uma vacina, a natureza agressiva de algumas formas da doença, e o potencial uso como arma biológica reforçam a necessidade de compreender os mecanismos de patogenicidade de Rickettsia em maior detalhe. Além disso, a dificuldade de manipular geneticamente estas espécies de bactérias tem limitado a identificação de fatores de virulência, bem como dos seus mecanismos de ação, restringindo o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas e/ou de diagnóstico. No nosso laboratório, identificámos a permissividade dos macrófagos à infeção por Rickettsia como um fator de virulência, e uma estratégia adotada por espécies patogénicas para escapar às defesas do hospedeiro. Desde então, o nosso laboratório tem-se focado na implementação de metodologias de alto débito (transcriptómica e proteómica) para dissecar quais e como as vias de sinalização intracelulares das células hospedeiras são manipuladas por Rickettsia durante a infeção. Os nossos resultados demonstram que uma profunda reprogramação (tanto a nível do transcriptoma como do proteoma) dos macrófagos infetados por Rickettsia subjaz à capacidade destas bactérias conseguirem replicar nestes fagócitos profissionais. Para além disso, o nosso laboratório também demonstrou que a drástica reprogramação do ambiente intracelular das células infetadas por Rickettsia é acompanhada por alterações significativas no secretoma dessas mesmas células (e.g., IL-1β, IFN-γ, HMGB1).

Suportados nestas evidências, antecipamos que a drástica alteração do secretoma de células infetadas por Rickettsia possam impactar os mecanismos de comunicação intercelular como forma de enfraquecer as respostas do sistema imunitário e/ou promover infeção em células vizinhas. Assim sendo, propomos estudar o papel dos mecanismos de comunicação intercelular na patogénese de Rickettsia através de dois pacotes de trabalho: Definir como os perfis de ativação de células espetadoras induzidos pela bactéria Rickettsia afetam o desenvolvimento da infeção. Assim, propomos determinar de forma quantitativa as alterações moleculares induzidas no secretoma de células hospedeiras após uma infeção por Rickettsia e perceber o efeito dessas alterações na capacidade da bactéria Rickettsia em sobreviver e proliferar nessas células vizinhas previamente Página 2 de 3 IT022 | Im1509_01 ativadas. Durante a infeção, espécies patogénicas do género Rickettsia reprogramam várias vias de sinalização das células hospedeiras, antecipando assim alterações substanciais no secretoma destas células. A nossa hipótese é que essas alterações promovam também uma reprogramação de células espetadoras para um perfil de ativação com características metabólicas e moleculares que facilitem a infeção por Rickettsia.

WPB- Avaliar o impacto da infeção por Rickettsia no perfil de secreção de vesículas extracelulares/exosomas libertados pelas células hospedeiras. Aqui,propomos caracterizar as alterações nos perfis da carga molecular das vesículas extracelulares/exosomas libertadas por células infetadas pela bactéria Rickettsia e identificar as moléculas responsáveis pela reprogramação celular de células espetadoras. Racional: A profunda remodelação do ambiente intracelular de células infetadas por Rickettsia sugere que alterações significativas nos seus perfis de secreção possam afetar os mecanismos de comunicação célula-célula.

Significância:Esta proposta tem como objetivo investigar as estratégias desenvolvidas por bactérias patogénicas do género Rickettsia para subverter a imunidade inata e adquirida do hospedeiro levando ao desenvolvimento de novas ferramentas de diagnóstico e/ou terapêuticas.

Inovação:Este projeto irá revelar os detalhes moleculares dos mecanismos de comunicação célula-a-célula desenvolvidos numa infeção pela bactéria Rickettsia através do uso de abordagens altamente complementares desvendando as moléculas, tanto a nível do hospedeiro como da bactéria, envolvidas nesta interface.

Assim sendo, este projeto levará à identificação de uma panóplia de fatores moleculares críticos para compreender as diferenças de patogenicidade entre várias espécies do género Rickettsia.

Área de intervenção: Ciências Naturais

Investigador Responsável na UC: Pedro Tiago Cardoso Curto Unidade Orgânica UC: Reitoria - CNC

Instituições participantes no Projeto: Universidade de Coimbra (Proponente) Forschungszentrum Jülich, Central Institute of Engineering, Electronics and Analytics (ZEA), Analytics (ZEA-3) (parceiro sem orçamento associado)

Instituição Financiadora/Gestora: FCT - OE

Programa de Financiamento: PTDC 2022 - IC&DT

Período de execução: 01/03/2023 a 31/08/2024 (18 meses)

Custo total elegível (EUR): 49.999,78 €

Apoio financeiro público nacional: 49.997,78 €

Técnico do Projeto: Filipa Delgadinho _ filipa.delgadinho@uc.pt

Contacto: + 351 239 247 015 _ (Ext. 210027)