Pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) descobriram que o parasita causador da doença de Chagas – Trypanosoma cruzi (T. cruzi) – não produz os aminoácidos serina e treonina, descritos como substâncias essenciais para sua sobrevivência. Ao que tudo indica, esses compostos são capturados pelos parasitas a partir dos hospedeiros para serem utilizados em condições desfavoráveis. Os achados do estudo podem contribuir para a criação de fármacos que bloqueiam o metabolismo e destroem o parasita de forma mais eficaz e sem toxicidade.
O Trypanosoma cruzi transita entre ambientes de diversos hospedeiros. Entre eles estão o citoplasma da célula hospedeira de mamíferos, o sangue e diferentes regiões do tubo digestivo (intestino médio e lúmen do reto) de insetos triatomíneos, popularmente conhecidos como barbeiros, durante seu ciclo de vida. Para sobreviver nesses ambientes, o T. cruzi é capaz de metabolizar diversas fontes de carbono e energia de acordo com sua abundância e capacidade metabólica. Entre os aminoácidos disponíveis na maioria dos ambientes colonizados por T. cruzi, três são praticamente onipresentes: serina, treonina e glicina. Entretanto, estudos aprofundados sobre o metabolismo desses compostos no parasita ainda são escassos.
Papel dos aminoácidos
De acordo com os autores, os aminoácidos serina e treonina são moléculas muito versáteis no metabolismo. “Além de serem essenciais para a síntese de proteínas, atuam em funções vitais das células, na biossíntese de outros aminoácidos, na manutenção do DNA e na obtenção de energia em forma de adenosina trifosfato (ATP) a partir de nutrientes”, descrevem. Especificamente, a serina e a treonina podem ser substratos para uma serina/treonina desidratase (Ser/ThrDH), resultando em piruvato e 2-oxobutirato, respectivamente. Assim, se destacam como aminoácidos com potencial anaplerótico – reações químicas que formam intermediários de uma via metabólica importante, o ciclo de Krebs.
Achados
Ao investigar a importação e o metabolismo de serina e treonina, o estudo mostrou que esses aminoácidos são transportados do ambiente extracelular para as células de T. cruzi. Isso ocorre por meio de um sistema de transporte saturável que se ajusta ao modelo de Michaelis-Menten – método matemático para explicar a influência da concentração do substrato na cinética da reação enzimática.
Os pesquisadores identificaram que o Trypanosoma cruzi não possui as vias clássicas de síntese de serina e treonina. “Em contrapartida, possui um gene associado ao processamento metabólico de ambas as moléculas, o que sugere uma conexão indireta com a produção de ATP (molécula que armazena energia do processamento de nutrientes)”, explicam. Para corroborar essa hipótese, a pesquisa explorou a proteína codificada por esse gene a partir do material genético do parasita. Na sequência, demonstrou em laboratório que a reação enzimática prevista ocorre tanto para a serina quanto para a treonina.
Os resultados mostram que a serina e a treonina podem sustentar a viabilidade das células epimastigotas do T. cruzi sob condições de estresse nutricional. Além disso, podem estimular o consumo de oxigênio, mantendo os níveis de ATP intracelular. “Dessa forma, nossos achados demonstram a importância destes dois aminoácidos no metabolismo energético de T. cruzi, fornecendo novos insights sobre as adaptações metabólicas deste parasita durante seu ciclo de vida”, concluem os autores. Ademais, abre oportunidades estratégicas para o desenvolvimento de terapias inovadoras contra a doença de Chagas.
O trabalho foi realizado no contexto do projeto temático financiado pela Fapesp e liderado pelo Prof. Ariel Silber, intitulado ‘O metabolismo de aminoácidos em Trypanosoma cruzi: uma caixa de ferramentas para sobreviver em ambientes hostis’. O artigo ‘The role of l-serine and l-threonine in the energy metabolism and nutritional stress response of Trypanosoma cruzi’ foi publicado em março de 2025 na revista científica mSphere – doi: 10.1128/msphere.00983-24.
A Sociedade Americana de Microbiologia (AMS), selecionou o trabalho como destaque em uma coleção especial sobre Doenças Tropicais Negligenciadas (DTNs), em apoio ao dia mundial das DTNs celebrado em 30 de janeiro. As DTNs afetam cerca de 1,5 bilhão de pessoas no mundo, mas continuam pouco estudadas, apesar de seus graves impactos na saúde e na economia.
