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Title: Ativação da heme oxigenase-1 e via da necroptose como mecanismos imunopatogênicos na infecção de macrófagos por Leishmania infantum
Advisor: Borges, Valéria de Matos
Members of the board: Lima, Celio Geraldo Freire de
Bezerra, Daniel Pereira
Menezes, Juliana Perrone Bezerra de
Oliveira, Ricardo Riccio
Borges, Valéria de Matos
Authors: Luz, Nívea Farias
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz, Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil
Abstract: A Leishmaniose visceral (LV) apresenta ampla distribuição geográfica e é fatal caso não seja tratada. As manifestações hematológicas são constantes na LV e em casos não tratados os pacientes evoluem à óbito por sangramento maciço ou anemia grave. Neste cenário, mecanismos ligados à morte celular, hemólise, metabolismo do heme e atividade da enzima heme oxigenase podem estar envolvidos na imunopatogênese da LV. A heme oxigenase (HO) tem importantes propriedades regulatórias e está envolvida em processos fisiológicos e patofisiológicos como citoproteção e inflamação. Nesse projeto testamos a hipótese de que a ativação da enzima heme oxigenase-1 (HO-1) favorece a infecção por Leishmania infantum chagasi, principal agente etiológico da LV humana no Brasil e de que mecanismos de morte celular inflamatória induzida por heme estão associados com a resistência ao parasita. Nossas observações nesse trabalho indicam que a enzima HO-1 é induzida em macrófagos durante a infecção por L. chagasi e que a indução farmacológica da HO-1, pela CoPP aumenta a carga parasitária de macrófagos infectados por L. chagasi e reduz a produção de mediadores próinflamatórios. Além disso, a HO-1 favorece um ambiente anti-inflamatório onde prevalece a presença de IL-10 sobre a de TNF. Macrófagos derivados de medula óssea de camundongos deficientes no gene HO-1 têm menor carga parasitária, quando infectados por L. chagasi em comparação aos macrófagos de camundongos selvagens. Além disso, pacientes com LV apresentam maiores níveis de heme-oxigenase 1 e de heme no soro. Nossas observações indicam que heme é capaz de induzir necroptose em macrófagos humanos, e de que moléculas da via da necroptose estão associadas com a resistência na infecção por Leishmania. A molécula RIPK1 controla a replicação de Leishmania por um mecanismo independente da produção de IL-1β, enquanto que a molécula PGAM5 depende de IL-1βpara controlar o crescimento do parasita. Por fim, encontramos que essas proteínas participam do controle da replicação por Leishmania em um modelo experimental de Leishmaniose cutânea. Esses achados indicam um potencial deletério para a HO-1 na infecção por L. chagasi, e um papel protetor da necroptose na infecção porLeishmania.
Abstract: Visceral leishmaniasis (VL) is a widespread disease and is fatal if left untreated. Hematological manifestations are common in VL and untreated patients evolve to death from massive bleeding and severe anemia. In this scenario, mechanisms related to cell death pathways, hemolysis, heme metabolism and enzymatic activity of heme oxygenase may be involved in the immunopathogenesis of the disease. Heme oxygenase (HO) has important regulatory properties and is involved in patho-physiological processes such as cytoprotection and inflammation. This project tested the hypothesis that heme oxygenase- 1 (HO-1) activation favors Leishmania infantum chagasi infection, the main etiologic agent of human VL in Brazil, we also tested whether heme induced inflammatory cell death pathways are involved in resistance to Leishmania infection. Our observations indicate that HO-1 is induced in macrophages infected with L. infantum chagasi and pharmacological induction for HO-1 by CoPP increases parasite load of infected macrophages and reduces production on inflammatory mediators. In addition, HO-1 contributes to the anti inflammatory pathway that favors L. chagasi replication through a higher IL-10/TNF-α ratio in macrophages. We also observed that bone marrow derived macrophages knockout to HO-1 gene have a significant lower parasite load when infected by L. infantum chagasi than their wild type counterparts. Beyond this, we found that patients with VL presented higher systemic concentrations of HO- 1 and heme than healthy individuals. We found that heme is able to induce programmed necrosis “necroptosis” in human cells and that molecular players from necroptosis pathway contribute to resistance to Leishmania infection. RIPK1 controls Leishmania replication through a mechanism independent of IL-1β production, while PGAM5 requires IL-1β to control Leishmania replication. Finally, we found that RIPK1 and PGAM5 play an important role in controlling Leishmania replication in a cultaneous leishmaniasis experimental model. Our findings argue that HO-1 has a critical role in L. chagasi replication and necroptosis pathway is involved in resistance against Leishmania infection.
Keywords: Macrophage
Leishmania
Necroptosis
Heme-Oxygenase
Heme
keywords: Macrófago
Leishmania
Necroptose
Heme-Oxigenase
Heme
Issue Date: 2015
Citation: LUZ, N. F. Ativação da heme oxigenase-1 e via da necroptose como mecanismos imunopatogênicos na infecção de macrófagos por Leishmania infantum. 2015. 139 f. il. Tese (Doutorado em Patologia) – Universidade Federal da Bahia. Fundação Oswaldo Cruz, Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz, Salvador, 2015.
Date of defense: 2015
Place of defense: Salvador/BA
Department: Coordenação de Ensino
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz
Program: Pós-Graduação em Patologia
Copyright: open access
Appears in Collections:BA - IGM - Teses de Doutorado

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