Trypanosoma cruzi: Cardiac mitochondrial alterations produced by different

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Experimental Parasitology
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Experimental Parasitology 120 (2008) 397–402

Article history:
Received 27 March 2008
Received in revised form 9 September 2008
Accepted 18 September 2008
Available online 27 September 2008
Keywords:
Mitochondria
Heart
Trypanosoma cruzi
Respiratory chain
Ultrastructure

Trypanosoma cruzi y edad: efectos en la funcionalidad mitocondrial

Las mitocondrias proporcionan energía para los procesos metabólicos básicos, y su disfuncionalidad con la edad dificulta el metabolismo celular y conduce a la disminución celular, por otro lado el ingreso del T. cruzi en los miocardiocitos, genera procesos inflamatorios crónicos que llevan al stress oxidativo.
Estudiamos desde el punto de vista funcional, las mitocondrias de corazones de ratones control de 30 y de 365 días (sin infectar) e infectados con diferentes cepas de T. cruzi a los 365 días post-infección (dpi) (etapa crónica). Se utilizaron ratones Albino Suizos G1= juveniles sin infectar (n= 15); G2 = sin infectar de 365 dpi (n=15), e infectados con 50 tripomastigotes de T. cruzi G3 = cepa Tulahuen (n= 30) y G4= con aislamiento SGO Z12 (n= 30). El aislamiento mitocondrial se realizó por fraccionamiento subcelular determinándose actividad enzimática de la Citrato sintasa (enzima del ciclo de Krebs) y de los complejos II, III y IV de la cadena respiratoria, por espectrofotometría.
Actividad enzimática: (µm.min-1/ mg prot): G1= la Citrato sintasa fue de 0.29±0.04, en G2 fue de 0.07±0.01 y en G3 y G4 aumentó (p<0.05); CII en G1=1.1 x 10 -9± 5.7 x 10 -11 , G2 =1.5 x 10 -9 ±7.0 x 10-11, G3 y G4 disminuyó (p<0.05); CIII en G1 fue de 0.17±0.03, en G2 fue de 2.3 x10 -3 ±2 x 10-4, G3 y G4 disminuyó con respecto a G1 (p<0.05); CIV en G1 fue de 0.11±4.4 x 10 -3 en G2 fue de 0.22±0.13, G3 y G4 aumentó (p<0.05).
Estos resultados indicarían que la funcionalidad mitocondrial estaría siendo afectada no sólo por la infección sino también por la edad, y que ésta estaría asociada a la acumulación de radicales libres en las mitocondrias debido al daño oxidativo.

The Trypanosoma cruzi infection with an isolate obtained from an endemic produce alterations in the complexes of the cardiac mitochondrial respirator

Reactive oxygen species have direct effects on cellular structure and function; mitochondria are damaged with the entrance of Trypanosoma cruzi into cardiac cells as a consequence of the immflamatory processes that provoke oxidative stress. In the present work we studied the effect of the T. cruzi infection upon the mitochondrial function measured by the enzymatic activity of respiratory chain complexes (CI –CIV) in myocardium from mice infected with an isolate obtained from Santiago del Estero (endemic area).
Albino Swiss mice (n= 30) were used and divided into the following groups, G1= non-infected (n=10); G2= infected with 50 trypomastigotes of Trypanosoma cruzi, SGO Z12 isolate (n=20)
Cardiac tissue samples were obtained from both groups 10 and 30 days post infection (d.p.i.), (acute phase) and 365 d.p.i. (chronic phase). Mitochondria were isolated by subcelullar fractioning determining CI, CII, CIII and CIV enzymatic activity by spectrophotometry.
The enzymatic activities (μm.min-1/mg prot) obtained were: CI in G1=0.04±0.02, in G2 an increment was determined 10 d.p.i. and a significantly decrease at 30 and 365 d.p.i. (p<0.05). CII in G1=1.1 x 10 -9 ±5.7 x 10-11, G2 showed similar activity to G1 at 10 and 30 d.p.i but significantly diminished in the chronic phase (p<0.01). CIII value in G1 was 0.17±0.03, but its activity in G2 was reduced in the acute and chronic phase of the infection (p<0.0001). G1 presented a CIV activity of 0.11±4.4 x 10 -3, similar values were obtained in G2 at 10 and 30 d.p.i., but at 365 d.p.i. decreased (p<0.01).
The functional alterations in the mitochondrial respiratory chain described, surely alter the energy production showing that this organelle is involved in the physiopatogenia and evolution of the cardiopathy in Chagas disease.

Las mitocondrias son marcadores de infección por Trypanosoma cruzi.

El ingreso del T. cruzi en los miocardiocitos genera la producción de radicales libres del oxígeno que tienen efectos sobre las mitocondrias. Se estudió la estructura y función de mitocondrias de corazones de ratones Albino Suizos infectados con 50 tripomastigotes de T. cruzi de 2 cepas a los 10 y a los 30 días post-infección (d.p.i) (etapa aguda) conformando los siguientes grupos: G1= sin infectar (n= 30); infectados con T. cruzi G2 =cepa Tulahuen (n= 30) y G3= con aislamiento SGO Z12 (n= 30).La estructura mitocondrial se analizó en microscopio electrónico y en la fracción subcelular rica en mitocondrias se determinó la actividad enzimática de Citrato sintasa (CS) y de los complejos I-IV de la cadena respiratoria, por espectrofotometría.A los 10 dpi. se observó crestas mitocondriales dilatadas con menor frecuencia en el G3; a los 30 dpi el 12 % de las mitocondrias fueron normales en G3 y el 29% en G2(p<0.05) .Actividad enzimática: (µm.min-1/ mg prot):G1=la CS fue de 0.29±0.04 en G2 disminuyó a los 10 dpi y aumentó a los 30 dpi, contrariamente a lo sucedido en G3 (p<0.05); CI en G1=0.04±0.02, G2 y G3 aumentaron a los 10 dpi y disminuyeron a los 30 dpi ; CII en G1=1.1 x 10 -9 ±5.7 x 10-11, G2 y G3 similar a G1; CIII en G1 fue de 0.17±0.03, G2 y G3 disminuyó a los 10 y 30 dpi (p<0.0001); CIV en G1 fue de 0.11±4.4 x 10 -3, G2 y G3 similar. Las alteraciones descriptas alteran la producción de energía demostrando que las mitocondrias están involucradas en la fisiopatogenia de la miocardiopatía chagásica de manera diferente de acuerdo a la cepa del parásito que infectó al huésped.