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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/57509
Type
DissertationCopyright
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Sustainable Development Goals
03 Saúde e Bem-EstarCollections
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CARACTERIZAÇÃO DO PERFIL BIOQUÍMICO, HEMATOLÓGICO E INFLAMATÓRIO EM CAMUNDONGOS FALCIFORMES: CORRELAÇÕES COM O METABOLISMO LIPÍDICO E PRODUÇÃO DE EICOSANOIDES EM MODELO DE ÚLCERA CUTÂNEA
Doença falciforme
Eicosanoides
Inflamação
Úlcera cutânea
Miranda, Gustavo Marinho | Date Issued:
2021
Alternative title
Characterization of the biochemical, hematological and inflammatory profile in sickle-cell mice: correlations with lipid metabolism and eicosanoid production in a skin ulcer modelAuthor
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: A Anemia Falciforme é uma hemoglobinopatia autossômica recessiva, caracterizada pela mutação na sexta posição do gene da β-globina (GAG → GTG) que leva à substituição do ácido glutâmico por valina, gerando a hemoglobina S (HbS). Sua patogênese está relacionada com a polimerização da HbS, vaso-oclusão e inflamação estéril com posteriores complicações e alterações sistêmicas. As úlceras falciformes são complicações que afetam 8% a 10% dos pacientes com AF. Nesse contexto, embora seja estabelecido que a úlcera falciforme tanto resulte da predisposição dos pacientes, como induza processos inflamatórios, os mecanismos envolvidos, em particular, a participação dos mediadores lipídicos, permanecem por ser melhor investigados. OBJETIVO: Caracterizar o perfil hematológico, bioquímico e inflamatório de camundongos humanizados para anemia falciforme e avaliar as alterações locais e sistêmicas induzidas pela úlcera cutânea nestes animais. MATERIAIS E MÉTODOS: Após anestesia, amostras de sangue total, soro, órgãos e fragmentos de pele de camundongos da linhagem Townes B6:129 foram coletados a fim de determinar as diferenças basais em parâmetros bioquímicos, hematológicos e inflamatórios de camundongos sadios (AA), com traço falciforme (AS) e com anemia falciforme (SS). No modelo murino de úlcera falciforme, quatro lesões cutâneas de 4 mm foram induzidas no dorso dos animais, e amostras destas lesões foram coletadas nos tempos de 0, 24 e 72h após a indução das úlceras. Nestes mesmos períodos de avaliação, amostras de sangue total foram destinadas à análise de hemograma e leucograma por análise semiautomatizada, utilizando equipamento URIT 5160 Vet e esfregaços sanguíneos corados com Romanowsky. Análises bioquímicas de colesterol total (CT), triglicerídeos, AST, ALT, ureia e creatinina realizada no soro, por espectrofotometria por método automatizado no equipamento Smart Vet 200+. As concentrações de PGE2 e LTB4 no soro foram avaliados por ELISA. A expressão de genes associados à produção de eicosanoides tais como COX-1, COX 2, 5-LO, PLA2 e PLIN2 nas lesões cutâneas foram determinadas por RT-qPCR. Análises histológicas do infiltrado inflamatório foram realizadas por microscopia em lâminas coradas por H&E, utilizando o programa Imaje J 1.53. As diferenças entre os grupos e respectivos tempos foram avaliadas por pelos testes One-way ANOVA, Mann-Whitney e Kruskal-Wallis, utilizando o programa Graphpad Prism 8.0.2. RESULTADOS: A caracterização dos parâmetros basais mostrou que animais SS apresentaram anemia hemolítica grave e leucocitose, enquanto o grupo AS se assemelhou ao controle. Níveis elevados de AST foram observados nos grupos AS e SS em comparação ao grupo AA, enquanto ALT do grupo SS estava elevada em comparação com os grupos AA e AS, e os níveis de creatinina do grupo SS foram significativamente maiores que o grupo AA. No grupo SS a concentração sérica de PGE2 se mostrou elevada enquanto os níveis de LTB4 estavam diminuídos em comparação com os animais do grupo AA e AS. Correlações negativas entre hemoglobina, hemácias, hematócrito e PGE2 foram observadas. As alterações induzidas pela úlcera no hemograma do grupo SS não foram significantes. No entanto, houve redução dos leucócitos totais em 24h e aumento em 72h nesse grupo. Em contrapartida, o infiltrado leucocitário tecidual apresentou aumento em 24h e leve redução em 72h. No grupo SS em 24h, houve redução de CT e de AST. Já em 72h, observamos aumento do CT e redução de ALT e creatinina no mesmo grupo. Ainda no grupo SS, o perfil de expressão da COX-2 no tecido aumentou em 72h, enquanto a PGE2 e LTB4 sistêmicos não apresentaram alterações significativas. CONCLUSÃO: Animais transgênicos com anemia falciforme apresentam alterações bioquímicas e hematológicas que estão correlacionadas a um desbalanço no metabolismo lipídico e produção de eicosanoides, contribuindo para um maior estado inflamatório em nível basal. A indução de úlcera cutânea neste modelo leva a um maior recrutamento de leucócitos nos animais doentes em comparação com os animais saudáveis e com traço falciforme, o que parece estar relacionado com as alterações bioquímicas, hematológicas e inflamatórias apresentadas por estes animais
Abstract
INTRODUCTION: Sickle Cell Anemia (SCA) is an autosomal recessive hemoglobinopathy characterized by the mutation in the sixth position of the β-globin gene (GAG →GTG) that leads to the replacement of glutamic acid by valine, generating hemoglobin S (HbS). Its pathogenesis involves HbS polymerization, vaso-occlusion and sterile inflammation with subsequent complications and systemic changes. Sickle cell ulcers are complications that affect 8% to 10% of SCA patients. While it is well-established that sickle cell ulcer both results from genetic predisposition and induces inflammatory processes, the mechanisms involved, in particular, the participation of lipid mediators, remain to be better investigated. OBJECTIVE: To characterize the hematological, biochemical, and inflammatory profile of transgenic sickle cell anemia mice and to evaluate the local and systemic alterations induced by cutaneous ulcer in these animals. MATERIALS AND METHODS: After anesthesia, samples of whole blood, serum, organs and skin fragments of Townes B6:129 mice were collected in order to determine the baseline differences in biochemical, hematological and inflammatory parameters of healthy (AA), sickle cell trait (AS) and sickle cell anemia (SS) mice. In the murine model of sickle cell ulcer, four 4 mm skin lesions were induced on the back of the animals, and samples of these lesions were collected at the time-points 0, 24 and 72 h after ulcer induction. In these same evaluation periods, whole blood samples were separated for blood counts and leukogram analysis by semi-automated analysis, using URIT 5160 Vet equipment and blood smears with the Romanowsky method. Biochemical analyses of total cholesterol (TC), triglycerides, AST, ALT, urea and creatinine were performed in the serum by spectrophotometry by automated method in a smart vet 200+ equipment. The concentrations of PGE2 and LTB4 in the serum were evaluated by ELISA. The expression of genes associated with the production of eicosanoids such as COX-1, COX-2, 5-LO, PLA2 and PLIN2 in skin lesions was determined by RT-qPCR. Histological analyses of inflammatory infiltrates in the skin were performed by optical microscopy using H&E-stained slides and quantifications were performed using the Imaje J program version 1.53. The differences between the groups and their respective time-points were evaluated by One-way ANOVA, Mann-Whitney and Kruskal-Wallis tests, using the Graphpad Prism program version 8.0. RESULTS: The characterization of baseline parameters showed that SS animals presented severe hemolytic anemia and leukocytosis, while the AS group showed no significant differences compared to the control group. High levels of AST were observed in AS and SS animals, compared to the AA group, while ALT was found to be increased in the SS group compared to both AA and AS animals, and creatinine levels were increased in the SS group compared to the AA group. In the SS group, the levels of PGE2 in the serum were increased while LTB4 levels were decreased in comparison with AA and AS mice. Negative correlations between hemoglobin, red blood cells, hematocrit and PGE2 were observed. The changes induced by the ulcer protocol in the blood counts of the SS group were not significant. However, we observed a reduction in total leukocytes within 24 h and an increase in 72 h in this group. On the other hand, the tissue leukocyte infiltrate increased in 24 h and a slight reduction in 72 h. In the SS group in 24 h, there was a reduction in total cholesterol (TC) and AST. In 72 h, we observed an increase in TC and a reduction of ALT and creatinine in the same group. Also in the SS group, tissue COX-2 expression was increased in 72 h, while systemic PGE2 and LTB4 did not present significant alterations. CONCLUSION: Transgenic sickle cell anemia mice present biochemical and hematological alterations that are correlated with an imbalance in lipid metabolism and eicosanoid production, contributing to a greater inflammatory state at the basal level. The induction of skin ulcers in this model leads to greater leukocyte recruitment in sick animals compared to healthy and sickle cell trait animals, which seems to be related to the biochemical, hematological, and inflammatory changes presented by these animals
Keywords in Portuguese
Camundongos transgênicosDoença falciforme
Eicosanoides
Inflamação
Úlcera cutânea
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