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2150-12-31
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YELLOW FEVER VIRUS INFECTION IN HUMAN HEPATOCYTE CELLS TRIGGERS AN IMBALANCE IN REDOX HOMEOSTASIS WITH INCREASED REACTIVE OXYGEN SPECIES PRODUCTION, OXIDATIVE STRESS, AND DECREASED ANTIOXIDANT ENZYMES.
Redox homeostasis
Reactive oxygen species
Antioxidant defenses
Pathogenesis
Author
Ferraz, Ariane Coelho
Menegatto, Marília Bueno da Silva
Lima, Rafaela Lameira Souza
Ola-Olub, Oluwashola Samuel
Costa, Daniela Caldeira
Magalhães, José Carlos de
Rezende, Izabela Maurício
LaBeaud, Angelle Desiree
Monath, Thomas P
Alves, Pedro Augusto
Carvalho, Andréa Teixeira de
Martins Filho, Olindo Assis
Drumond, Betânia Paiva
Magalhães, Cintia Lopes de Brito
Menegatto, Marília Bueno da Silva
Lima, Rafaela Lameira Souza
Ola-Olub, Oluwashola Samuel
Costa, Daniela Caldeira
Magalhães, José Carlos de
Rezende, Izabela Maurício
LaBeaud, Angelle Desiree
Monath, Thomas P
Alves, Pedro Augusto
Carvalho, Andréa Teixeira de
Martins Filho, Olindo Assis
Drumond, Betânia Paiva
Magalhães, Cintia Lopes de Brito
Affilliation
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Ouro Preto, MG, Brazil/Universidade Federal de São João del-Rei. Departamento de Química, Biotecnologia e Engenharia de Bioprocessos. Ouro Branco, MG, Brazil
Pandemic Preparedenss Hub. Divison of Infectious Diseases and Geographic Medicine. Stanford University School of Medicine. Stanford, CA, United States
Division of Infectious Diseases. Department of Pediatrics. Stanford University School of Medicine. California, United States
Crozet BioPharma. Devens, MA, United States
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Imunologia de Doenças Virais. Belo Horizonte, MG, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Grupo Integrado de Pesquisa em Biomarcadores. Belo Horizonte, MG, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Grupo Integrado de Pesquisa em Biomarcadores. Belo Horizonte, MG, Brazil
Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Vírus. Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil/Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Ouro Preto, MG, Brazil/Universidade Federal de São João del-Rei. Departamento de Química, Biotecnologia e Engenharia de Bioprocessos. Ouro Branco, MG, Brazil
Pandemic Preparedenss Hub. Divison of Infectious Diseases and Geographic Medicine. Stanford University School of Medicine. Stanford, CA, United States
Division of Infectious Diseases. Department of Pediatrics. Stanford University School of Medicine. California, United States
Crozet BioPharma. Devens, MA, United States
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Imunologia de Doenças Virais. Belo Horizonte, MG, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Grupo Integrado de Pesquisa em Biomarcadores. Belo Horizonte, MG, Brazil
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Grupo Integrado de Pesquisa em Biomarcadores. Belo Horizonte, MG, Brazil
Universidade Federal de Minas Gerais. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Vírus. Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Ouro Preto, MG, Brazil/Universidade Federal de Ouro Preto. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Ouro Preto, MG, Brazil
Abstract
Yellow fever (YF) presents a wide spectrum of severity, with clinical manifestations in humans ranging from febrile and self-limited to fatal cases. Although YF is an old disease for which an effective and safe vaccine exists, little is known about the viral- and host-specific mechanisms that contribute to liver pathology. Several studies have demonstrated that oxidative stress triggered by viral infections contributes to pathogenesis. We evaluated whether yellow fever virus (YFV), when infecting human hepatocytes cells, could trigger an imbalance in redox homeostasis, culminating in oxidative stress. YFV infection resulted in a significant increase in reactive oxygen species (ROS) levels from 2 to 4 days post infection (dpi). When measuring oxidative parameters at 4 dpi, YFV infection caused oxidative damage to lipids, proteins, and DNA, evidenced by an increase in lipid peroxidation/8-isoprostane, carbonyl protein, and 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine, respectively. Furthermore, there was a significant reduction in the activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), in addition to a reduction in the ratio of reduced to oxidized glutathione (GSH/GSSG), indicating a pro-oxidant environment. However, no changes were observed in the enzymatic activity of the enzyme catalase (CAT) or in the gene expression of SOD isoforms (1/2/3), CAT, or GPx. Therefore, our results show that YFV infection generates an imbalance in redox homeostasis, with the overproduction of ROS and depletion of anti-oxidant enzymes, which induces oxidative damage to cellular constituents. Moreover, as it has been demonstrated that oxidative stress is a conspicuous event in YFV infection, therapeutic strategies based on antioxidant biopharmaceuticals may be new targets for the treatment of YF.
Keywords
Yellow fever vírusRedox homeostasis
Reactive oxygen species
Antioxidant defenses
Pathogenesis
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