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Title: Papel da galectina-3 na patogênese e no tratamento da miocardiopatia chagásica crônica
Advisor: Soares, Milena Botelho Pereira
Members of the board: Carvalho, Antônio Carlos Campos de Carvalho
Veras, Patricia Sampaio Tavares
Rocha, Clarissa Araujo Gurgel
Formiga, Fábio Rocha
Soares, Milena Botelho Pereira
Authors: Souza, Bruno Solano de Freitas
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil
Abstract: INTRODUÇÃO: A doença de Chagas é uma relevante causa de insuficiência cardíaca na América Latina, onde cerca de 30% dos indivíduos infectados por Trypanosoma cruzi desenvolvem a cardiopatia chagásica crônica (CCC). Fatores relacionados à interação parasito-hospedeiro, resposta imune, reparo e regeneração tecidual participam da fisiopatologia da doença. A identificação de novos alvos terapêuticos depende de um melhor entendimento destes processos. Anteriormente, demonstramos que a galectina-3 (Gal-3), uma lectina com capacidade de ligação a β-galactosídeos, é superexpressa no tecido cardíaco em um modelo experimental de CCC. OBJETIVOS: O objetivo deste estudo foi investigar o papel exercido pela Gal-3 na patogênese da CCC e seu potencial uso como alvo terapêutico. MATERIAIS E MÉTODOS: A expressão de Gal-3 foi avaliada no coração de camundongos C57Bl/6 infectados com T. cruzi e amostras de indivíduos com CCC. Realizou-se bloqueio da expressão de Gal-3 com RNAi em fibroblastos de camundongos, seguido de avaliações de proliferação, apoptose e síntese de matriz. Camundongos infectados foram submetidos ao tratamento com inibidor farmacológico de Gal-3 e acompanhados quanto à função cardíca, análises morfológicas e de expressão gênica por PCR. Os efeitos do bloqueio da Gal-3 com RNAi em células-tronco MSC foi realizado in vitro através de imunofenotipagem, potencial de diferenciação celular, proliferação, avaliações de migração celular e ensaios de imunomodulação. MSC com knockdown de Gal-3 e controles foram transplantadas a camundongos cronicamente infectados com T. cruzi e os efeitos da terapia foram avaliados através de morfometria e análises de expressão gênica no coração. RESULTADOS: A cinética de expressão de Gal-3 durante a infecção por T. cruzi em camundongos se correlacionou com a cinética de infiltrado de células inflamatórias no coração. Observamos presença de células Gal-3+ no infiltrado inflamatório em secções de corações de pacientes com CCC. Detectamos expressão aumentada de Gal-3 em macrófagos, linfócitos T, fibroblastos, fibrócitos e célulastronco mesenquimais (MSC). O knockdown da Gal-3 em fibroblastos cardíacos reduziu a proliferação celular, sobrevivência e a síntese de colágeno. O bloqueio farmacológico de Gal- 3 em camundongos na fase crônica da infecção por T. cruzi reduziu a fibrose e a migração de células inflamatórias para o coração, além de modular a expressão de mediadores inflamatórios e quimiocinas no coração, tais como IFNγ e TNFα. O knockdown de Gal-3 em MSC não alterou a expressão de marcadores de superfície característicos de células MSC, nem a sua capacidade de diferenciação. No entanto, as MSC knockdown para Gal-3 apresentam redução na taxa de proliferação e migração celular in vitro e in vivo. Quando transplantadas em camundongos cronicamente infectados por T. cruzi, as MSC controle promoveram a modulação de inflamação e fibrose cardíaca, enquanto que estas ações foram perdidas nas MSC com knockdown de Gal- 3. CONCLUSÕES: Os nossos resultados demonstram que, no contexto da CCC, a Gal-3 participa do processo de migração de células recrutadas para o tecido cardíaco e contribui para o processo de fibrogênese, sendo, portanto, um alvo terapêutico potencial. Além disso, demonstram que a Gal-3 é um importante mediador de ações imunomodulatórias desempenhadas pelas MSC in vitro e no modelo de CCC.
Abstract: INTRODUCTION: Chagas disease is a relevant cause of heart failure in Latin America, where about 30% of individuals infected with Trypanosoma cruzi develop chronic Chagas' disease cardiomyopathy (CCC). Several factors related to host-parasite interactions, immune response, tissue repair and regeneration participate in the pathophysiology of the disease. The identification of novel therapeutic targets relies on a better understanding of these processes. Previously, we have demonstrated that the galectin-3 (Gal-3) - a β-galactoside binding lectin - is overexpressed in the cardiac tissue in an experimental model of CCC. AIM: The aim of this study was to investigate the role of Gal-3 in the pathogenesis of CCC and its potential use as a therapeutic target. MATERIALS AND METHODS: The expression of Gal-3 was assessed in the hearts of T. cruzi infected C57BL/6 mice and in samples of human subjects with CCC. Gal- 3 knockdown was performed in fibroblast followed by proliferation, apoptosis and collagen synthesis. Infected mice were subjected to treatment with a pharmacological inhibitor of Gal- 3, followed by cardiac function, morphological and gene expression analyses. Gal-3 knockdown in mesenchymal stem cells (MSC) was performed in vitro, followed by immunophenotyping, trilineage differentiation assay, proliferation, cell migration and immunomodulation assays. Gal-3 knockdown and control MSC were transplanted to mice chronically infected with T. cruzi and the therapy effects were evaluated by morphometry and analysis of gene expression in the heart. RESULTS: Gal-3 expression kinetics during T. cruzi infection in mice correlated with the kinetics of infiltration of inflammatory cells into the heart. Gal-3+ cells were found in the inflammatory infiltrates in heart sections obtained from patients with CCC. Analysis of chagasic hearts of mice by flow cytometry and confocal microscopy demonstrated the high expression of Gal-3 in macrophages, T lymphocytes, fibroblasts, fibrocytes, and mesenchymal stromal cells (MSC). We perfomed in vitro studies to block Gal- 3 gene expression in cardiac fibroblasts using RNA interference, and showed that Gal-3 inhibition affects cell proliferation, survival and collagen synthesis. Pharmacological blockade of Gal-3 reduced fibrosis, migration of inflammatory cells into the heart, and modulated the gene expression of inflammatory mediators and chemokines in the heart, such as TNF-􀁄 and IFN-􀁊. Next, we investigated the role of Gal-3 expression in MSC. Blockade of Gal-3 gene expression in bone marrow-derived MSC did not alter the expression of characteristic surface markers of MSC or their differentiation capacity. However, MSC knockdown for Gal-3 show a reduction in the rate of cell proliferation and migration in vitro and in vivo. When transplanted into mice chronically infected with T. cruzi, control MSC promoted modulation of inflammation and cardiac fibrosis, while these actions were lost in the MSC with Gal-3 knockdown. CONCLUSION: Our results demonstrate that, in the context of CCC, Gal-3 participates in the cell migration to the cardiac tissue and contributes to the fibrogenesis process and is therefore a potential therapeutic target. Furthermore, they show that the Gal-3 is an important mediator of the immunomodulatory actions performed by the MSC in vitro and in CCC model.
Keywords: Chagas disease
Trypanosoma cruzi
Galectin-3
Heart Disease
Fibrosis
Myocarditis
Mesenchymal Stem Cells
keywords: Doença de Chagas
Trypanosoma cruzi
Galectina-3
Cardiopatia
Fibrose
Miocardite
Células-Tronco Mesenquimais
Issue Date: 2016
Publisher: Instituto Gonçalo Moniz
Citation: SOUZA, B. S. F. Papel da galectina-3 na patogênese e no tratamento da miocardiopatia chagásica crônica. 2016. 110 f. il. Tese ( Doutorado em Patologia Humana) - Universidade Federal da Bahia. Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Gonçalo Moniz, Salvador, 2016.
Date of defense: 2016-10-24
Place of defense: Salvador/Ba
Department: Coordenação de Ensino
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz
Program: Pós-Graduação em Patologia
Copyright: open access
Appears in Collections:BA - IGM - Teses de Doutorado

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