Apoptosis in Trypanosomatids: Evolutionary and phylogenetic considerations

Abstract

Programmed cell death (PCD) or apoptosis, an active process of cell death, plays a central role in normal tissue development and organogenesis, as well as in the pathogenesis of different diseases. Although it occurs in diverse cells and tissues under the influence of a remarkable variety of inducing agents, the resultant ultrastructural and biochemical changes are extremely monotonous, indicating the existence of a common biological mechanism underlying its occurrence. It is generally accepted that a developmental program leading to cell death cannot be advantageous to unicellular organisms and that PCD appeared in evolution to fulfill the organizational needs of multicellular life. However, the recent description of apoptotic death occurring in three different species of pathogenic kinetoplastids suggests that the evolutionary origin of PCD precedes the appearence of multicellular organisms. The present study proposes that a population of pathogenic Trypanosomatids is socially organized and that PCD is a prerequisite for this organization and for the fulfillment of the demands of a heteroxenic lifestyle. This proposal includes possible roles for PCD in the development of the parasite in the insect vector and/or in its mammalian host and suggests experimental strategies to localize the evolutionary origin of PCD within the kinetoplastids.<br>A morte celular programada (PCD) ou apoptose, um processo ativo de morte celular, desempenha um papel fundamental no desenvolvimento tecidual normal e na organogênese, assim como na patogênese de diferentes doenças. Embora este processo ocorra em uma gama variada de diferentes células e tecidos, sob a influência dos mais diversos agentes indutores, a resultante morfológica e bioquímica do processo é extremamente monótona, sugerindo que um mecanismo único opere em todas as situações. Era consensualmente aceito que um programa de morte programada não poderia ser vantajoso para organismos unicelulares e que a PCD teria surgido na evolução para servir às necessidades organizacionais dos seres multicelulares. No entanto, a descrição de PCD em três diferentes espécies de tripanosomatídeos patogênicos indica que a origem da PCD é anterior à da multicelularidade. A hipótese colocada neste trabalho é a de que uma população de tripanosomatídeos tem uma organização social e que esta é necessária ao cumprimento das exigências biológicas de um parasita heterôxênico. A proposta inclui possíveis papéis biológicos para a PCD no desenvolvimento do parasita no inseto vetor e/ou no hospedeiro mamífero e sugere abordagens experimentais para se localizar a origem evolutiva da PCD entre os cinetoplastídeos

Apoptosis in parasites and parasite-induced apoptosis in the host immune system: a new approach to parasitic diseases

“…According to this same investigator, in spite of the occurrence of apoptosis in unicellular organisms, PCD as a developmentally regulated program is a prerogative of multicellular organisms. Our postulate is that multicellularity indeed underlies the occurrence of PCD but not necessarily in a single multicellular organism, rather, it can occur in any situation where living cells have developed structured relationships and division of functions (6,15). Such organization is compatible with several different features of the life cycle of heteroxenic trypanosomatids (16)(17)(18), and with their clonal population structure (19).…”

Síntese de conjugados desferrioxamina-peptídeo para quelação de ferro lábil mitocondrial

“…A apoptose é um tipo de autodestruição celular que requer energia e síntese proteica para a sua execução, e exerce um papel oposto ao da mitose 266 . A mitocôndria tem a habilidade de desencadear a apoptose, liberando para o citoplasma proteínas pró-apoptóticas(BAX e BcloXL) 267 .…”