Rol de la acetilación en el mantenimiento y remodelación del citoesqueleto de Trypanosoma cruzi

Abstract

La enfermedad de Chagas es causada por el protozoo flagelado Trypanosoma cruzi. En los tripanosomátidos, incluido T. cruzi, el citoesqueleto subpelicular de los microtúbulos (MTs) constituye el principal determinante de la morfología y la estructura celular. Se ha postulado un mecanismo regulador para controlar la especialización de los MTs del citoesqueleto, el “código de tubulina”. Este sugiere que las modificaciones en la tubulina generan un código que especifica distintas funciones. Las modificaciones generadas pueden producirse de dos maneras: la expresión diferencial de los genes de α- y β-tubulina, que generan isotipos de tubulina; y por modificaciones postraduccionales (MPTs) de la tubulina. En T. cruzi se han identificado varias MPTs de tubulina, aunque sus funciones regulatorias aún no se comprenden completamente. Entre ellas, la acetilación de la α-tubulina en la lisina 40 (K40) ha sido descripta como una de las más conservadas y funcionalmente relevantes, relacionada con la estabilidad de los MTs, la morfogénesis y los procesos de diferenciación celular. No obstante, su papel específico en T. cruzi no había sido caracterizado en detalle. Este trabajo busca acrecentar el conocimiento acerca de los procesos de regulación y señalización mediados por acetilación en la remodelación y el mantenimiento del citoesqueleto en T. cruzi. Para explorar esto, en primer lugar, se analizó la función de la acetilación de α-tubulina en la dinámica del citoesqueleto mediante mutaciones puntuales en la K40 de dicha proteína. Se confirmó que la acetilación de la K40 juega un rol importante en la estabilidad de los MTs y, por lo tanto, en la morfología de T. cruzi. A fin de complementar este análisis funcional, se llevó a cabo un estudio proteómico en el cual se identificaron múltiples MPTs en α- y β-tubulina, no reportadas previamente en T. cruzi. Este mapeo constituye el punto de partida para la caracterización del código de tubulina del parásito, fundamental para comprender cómo las distintas modificaciones coordinan la estabilidad y funciones de los MTs. Por otro lado, se estudió el efecto de la pérdida de la acetiltransferasa TcATAT, enzima responsable de acetilar la K40 de la α-tubulina, a través de la construcción y caracterización de una línea knockout (KO) generada mediante el sistema CRISPR/Cas9. Los resultados refuerzan la idea de que la acetiltransferasa es esencial para T. cruzi, ya que los parásitos presentaron fenotipos con morfologías aberrantes, una menor tasa de duplicación y una capacidad infectiva disminuida. Además, la ausencia completa de TcATAT no es viable a largo plazo para la supervivencia del parásito. Por último, se realizó un estudio de interactómica mediante el sistema TurboID con el fin de encontrar proteínas interactoras de TcATAT y de TcBDF3 (proteína lectora de α-tubulina acetilada), y así identificar posibles interactores vinculados al citoesqueleto. Los resultados consolidan el uso de TurboID como herramienta para el mapeo de interacciones en tripanosomátidos y abren nuevas perspectivas para investigar los complejos proteicos implicados en la regulación del citoesqueleto y la dinámica de los MTs. Los resultados obtenidos en esta tesis demuestran que la acetilación de α-tubulina en K40 y la actividad de TcATAT constituyen componentes centrales de la regulación del citoesqueleto en T. cruzi. Las mutaciones en K40 alteran la estabilidad de los MTs y la morfología celular, mientras que la pérdida de TcATAT genera defectos severos en la división, la morfología y la infectividad, evidenciando que la acetilación es crítica para la supervivencia del parásito.