Julio Scharfstein

Julio Scharfstein graduated in Chemistry (1972) from the Israel Institute of Technology (Technion) and obtained his Ph.D. at New York University (1974-1978). Supervised by Prof. Victor Nussenzweig, a renowned Brazilian immunologist eradicated in the USA, Julio Scharfstein discovered C4-bp ("C4-binding protein"), a human plasma protein that regulates the complement system. In 1978, he returned to Brazil, joining the Laboratory of Immunogenetics at the Institute of Biophysics Carlos Chagas Filho, where he started his line of research on the immunopathogenesis of Chagas disease. Investigations on immunological properties of Trypanosoma cruzi glycoproteins led to the discovery of cruzipain, the major cysteine-protease of the parasite. Characterized by his team as a virulence factor, cruzipain potentiates the invasion of cardiac cells, besides contributing to the process of intracellular replication of T. cruzi. During the 90's, after gene cloning and expression of cruzipain and an isoform with distinct enzymatic properties (cruzipain-2), structure-function studies dominated the team's scientific production. Alternating projects in immunology and biochemistry, the IBCCF team discovered at the turn of the century that the function of cruzipain is regulated by a T. cruzi protein whose DNA sequence was previously unknown. Named as chagasin in honor of Prof. Carlos Chagas Filho, founder of IBCCF, the chagasin had its 3-D structure solved by NMR, in a collaborative study conducted at CNRMN/UFRJ. The impact of the study was enhanced by the evidence that chagasin is the prototype of a family of cysteine-protease inhibitors conserved in several protozoa. In another ground-breaking finding, Prof. Scharfstein's team demonstrated that infective forms of T. cruzi take advantage of bradykinin formation by cruzipain to potentiate their infectivity at the expense of bradykinin receptor signaling expressed by cardiovascular cells. Illustrating the dichotomous effects of the kallikrein-kinin system (KKS) in the immunopathogenesis of Chagas disease, his team demonstrated that bradykinin-activated dendritic cells stimulate the generation of CD4 and CD8 type-1 effector T lymphocytes (immunoprotective). Employing intravital microscopy in combination with studies in transgenic mice, the IBCCF-UFRJ team systematically investigated the role of the Kallikrein-Chin System in the mechanisms of integration between innate and adaptive immune responses. Extending the breadth of these studies, his group demonstrated that activation of bradykinin receptors (B2R) modulate the immune response in animals infected with Leishmania and Porphyromonas gingivalis-etiologic agent of periodontitis. In an important twist, his group demonstrated that trypomastigotes reciprocally take advantage of inflammatory edema formation (mast cell/bradykinin axis) to fuel heart infection through cross-talk signaling between bradykinin and endothelin receptors. Another example indicating that activation of the contact/KKS pathway and bradykinin release may shift the balance between intracellular pathogens and host cells came from recently published collaborative studies showing that Dengue virus increases its replication in endothelial cells at the expense of endothelial bradykinin receptor signaling. Prof. Julio Scharfstein is a CNPq Researcher 1A / CNE/FAPERJ Fellow. Recognizing the originality and quality of his scientific production, the Brazilian Society of Protozoology (SBPZ) awarded him the Samuel Pessoa Prize in 2018.

Professor Titular do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro e Membro Titular da Academia Brasileira de Ciências, Julio Scharfstein graduou-se em Química (1972) pelo Israel Institute of Technology (Technion) e obteve seu doutorado na Universidade de Nova Iorque (1974-1978). Supervisionado pelo Prof. Victor Nussenzweig, um renomado imunologista brasileiro erradicado nos EUA, Julio Scharfstein descobriu a C4-bp (?C4-binding protein?), uma proteína do plasma humano que regula o sistema Complemento. Em 1978, retornou ao Brasil, vinculando-se ao Laboratório de Imunogenética do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, onde iniciou a sua linha de pesquisa sobre a imunopatogênese da Doença de Chagas. As investigações sobre propriedades imunológicas de glicoproteínas do Trypanosoma cruzi conduziriam à descoberta da cruzipaína, principal cisteíno-protease do parasita. Caracterizada pela sua equipe como fator de virulência, a cruzipaína potencializa a invasão de células cardíacas, além de contribuir no processo de replicação intracelular do T. cruzi. Durante a década de 90, após clonagem gênica e expressão da cruzipaína e de uma isoforma com propriedades enzimáticas distintas (cruzipaína-2), os estudos sobre estrutura-função dominaram a produção científica da equipe. Alternando estudos em imunologia com bioquímica, a equipe do IBCCF descobriu na virada do século que a função da cruzipaína é regulada pela chagasina, uma proteína do T. cruzi batizada como tal em homenagem ao Prof. Carlos Chagas Filho, fundador do IBCCF. Protótipo de uma família de inibidores de cisteíno-proteases conservada em diversos protozoários. a chagasina teve sua estrutura 3-D elucidada por cristalografia e NMR (colaboração no CNRMN/UFRJ). Mudando o eixo temático de suas pesquisas em Doença de Chagas, o Prof. Scharfstein demonstrou que as formas infectivas do T. cruzi valem-se da cruzipaína para processar cininogênio, liberando cininas vasoativas. Agindo como mediadores pró-inflamatórios, as cininas "turbinam" a infectividade de tripomastigotas mediante ativação de receptores de bradicinina (B2 e B1R) expressos por células cardiovasculares. Agindo na direção oposta, a bradicinina estimula a maturação de celulas dendríticas, promovendo a formação intralinfóide de linfócitos T imunoprotetores (tipo-1). O papel imunoestimulatório de receptores de bradicinina (B2R) foi confirmado em estudos sobre a imunopatogênese de Leishmaniose visceral murina e infecção por Porphyromonas gingivalis, agente etiológico da periodontite. Em trabalho recente, sua equipe demonstrou que a quimase de mastócitos promove angiogênese no tecido da bolsa da bochecha do hamster parasitado por T. cruzi. Em pesquisas colaborativas realizados em com virologistas da UFRJ, sua equipe demonstrou que ativação do receptor endotelial de bradicinina (B2R) aumenta a replicação do vírus da Dengue. O Prof. Julio Scharfstein é Pesquisador 1A do CNPq /Bolsista CNE/FAPERJ. Reconhecendo a originalidade e qualidade de sua produção científica, em 2018 recebeu o prêmio Samuel Pessoa concedido pela Sociedade Brasileira de Protozoologia (SBPZ). Em Junho de 2022, o Prof. J. Scharfstein recebeu a medalha de ouro da Fundação EK Frey -E Werle.no KININ MEETING (Annecy, França)