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Title: A autofagia do hospedeiro na infecção pelo Trypanosoma cruzi: possíveis mecanismos envolvidos e resposta imune
Advisor: Menna-Barreto, Rubem Figueiredo Sadok
Pons, Andréa Henriques
Members of the board: Garzoni, Luciana Lopes de Almeida Ribeiro
Medei, Emiliano Horacio
Costilla, Landi Veivi Guillermo
Waghabi, Mariana Caldas
Meis, Juliana de
Authors: Duque, Thabata Lopes Alberto
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: A doença de Chagas é provocada pelo protozoário Trypanosoma cruzi e dentre suas manifestações clínicas, destaca-se a inflamação cardíaca. Diversas vias da célula hospedeira estão relacionadas ao ciclo do parasito, incluindo a fagocitose e autofagia. Além disso, o desenvolvimento da patogênese depende da resposta imune do hospedeiro. A autofagia é um processo de degradação de componentes citoplasmáticos presente em células eucarióticas associado a sinalização celular, cuja regulação pode afetar processos celulares, incluindo as infecções intracelulares, possibilitando o desenvolvimento da doença. No presente estudo, avaliou-se a participação da autofagia durante a infecção por T. cruzi in vitro e in vivo, analisando: (1) a contribuição desta via durante a infecção em células fagocíticas e não-fagocíticas profissionais; (2) o papel potencial da autofagia na miocardite chagásica aguda, utilizando sua modulação farmacológica pela rapamicina. Primeiro, a análise de autofagia através da avaliação da expressão de LC3 em células cardíacas e macrófagos submetidos à indução por rapamicina ou meio de estresse nutricional aumentou o número de autofagossomos sem a perda de viabilidade. Em culturas infectadas, ambas as células mostraram maior expressão de LC3, principalmente aquelas nas quais o parasito foi internalizado O tratamento com rapamicina compromete a viabilidade do parasito, contudo o estresse nutricional não o afeta, inclusive na infectividade. Assim, as células sob estresse nutricional diminuem a infecção nas duas células hospedeiras, em diferentes momentos do ciclo do parasito. Enquanto macrófagos reduzem a internalização, confirmada pela menor fagocitose de partículas inertes e parasitos mortos, em células não-fagocíticas, a diminuição ocorre pelo bloqueio da proliferação ou impedimento da diferenciação, eliminando o parasito, também corroborado pelas células ATG5-/- submetidas à infecção. In vivo, diferentes cargas parasitárias induziram autofagia, principalmente em células endoteliais e cardiomiócitos, sem associação ao número de parasitos inoculados. O tratamento por 10 dias com rapamicina levou a alterações elétricas, sem induzir danos bioquímicos renais, cardíacos ou hepáticos. Em animais infectados, a rapamicina não afetou a carga parasitária, como previamente observado in vitro. Apesar disso, o fármaco induziu um aumento do número de células T de memória no baço e redução do peso do órgão. Rapamicina ainda apresentou papel protetor no coração dos animais infectados diminuindo o intervalo PR, dano cardíaco por CK-MB e infiltrados inflamatórios, reforçando a via autofágica como benéfica ao hospedeiro durante a infecção pelo T. cruzi, reforçando a possibilidade de intervenções terapêuticas nesta via na modulação da resposta imune
Abstract: Chagas disease is caused by Trypanosoma cruzi and among the clinical manifestations cardiac inflammation poses a crucial role. Many host pathways are related to parasite intracellular cycle, including phagocytosis and autophagy. In addition, development of this disease depends on the host immune response. Autophagy is a eukaryotic mechanism that leads to degradation of cytoplasmic components and cell signaling, and its modulation disturb cell functions under stress, including in case of intracellular infections, potentially affecting the outcome of the pathology. In the present study, we evaluated the role of autophagy during T. cruzi infection in vitro and in vivo, analyzing: (1) the contribution of this process in the infection of professional and non-professional phagocytic cells; (2) potential role of autophagy in chagasic acute myocarditis, using pharmacological modulation by rapamycin. Firstly, we evaluated autophagy by LC3 expression in starved or rapamycintreated cells and observed that cardiac cells and macrophages are inducible without cell loss Then, these cells showed an upregulation of LC3 after T. cruzi infection, especially when the parasite were within host cell. Rapamycin affects parasite viability but starved trypomastigotes were not modulate in infection. Starvation process decreased infection in both host cells in different periods of parasite cycle: while in macrophages reduces internalization, confirmed by reducing phagocytosis from inert particles and dead parasites, in non-phagocytic cells decreased infection is associated by hampering parasite proliferation and/or differentiation, confirmed by ATG5-/- cells submitted to the infection. In vivo, autophagy is upregulated in cardiac tissue, mainly in endothelial and cardiac cells, and its induction is not associated with parasite inocula. We treated mice with rapamycin for 10 days and observed that this drug affects ECG profile, but do not alter cardiac, renal or hepatic biochemical parameters. After the treatment with parasite cytotoxicity was not observed as in in vitro assays. Nevertheless, rapamycin also induced upregulation of memory T cells in infected spleen associated with reduced tissue/ animal weight ratio, also conferring a cardiac protection by reducing PR interval, decreased CK-MB values and inflammatory foci. Our data reinforce autophagy as beneficial to host during the infection and its possibility as therapeutic intervention in this pathway by its modulation in immune response
keywords: Autofagia
Trypanosoma cruzi
Doença de Chagas
Cardiopatias
Imunidade nas Mucosas
DeCS: Autofagia
Trypanosoma cruzi
Doença de Chagas
Cardiopatias
Imunidade nas Mucosas
Issue Date: 2017
Citation: DUQUE, Thabata Lopes Alberto. A autofagia do hospedeiro na infecção pelo Trypanosoma cruzi: possíveis mecanismos envolvidos e resposta imune. 2017. 158 f. Tese (Doutorado em Biologia Celular e Molecular)-Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2017.
Date of defense: 2017
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Copyright: restricted access
Appears in Collections:IOC - PGBCM - Teses de Doutorado

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