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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/64905
AVALIAÇÃO IN VITRO DO EFEITO ANTIPARASITÁRIO E IMUNOMODULADOR DA LIDOCAÍNA UTILIZANDO ESPÉCIE CAUSADORA DE LEISHMANIOSE TEGUMENTAR
Leishmania
Lidocaína
Macrófagos
Óxido nítrico
Citocinas
Rocha, Juliane Pereira | Date Issued:
2024
Author
Advisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Abstract in Portuguese
A Leishmaniose tegumentar (LT) é uma doença provocada por protozoários do gênero Leishmania, que pode se manifestar por lesões graves na pele e/ou na mucosa oronasal. Durante seu tratamento, graves sinais de toxicidade e falhas terapêuticas podem ocorrer. Devido a esses problemas, o desenvolvimento de novas terapias tem sido encorajado. Estudos com diferentes anestésicos locais mostraram que tais drogas inibiram ou retardaram o desenvolvimento de lesões cutâneas em hamsters. Contudo, os mecanismos responsáveis pela melhora clínica dos animais não foram elucidados. Portanto, o estudo proposto objetivou investigar se a lidocaína exerce atividade antiparasitária direta e/ou modula funções dos macrófagos infectados, acarretando redução do parasitismo intracelular. Para alcançar o objetivo proposto, inicialmente, foi analisado o efeito antiproliferativo e antiparasitário da lidocaína. Para isso, promastigotas e amastigotas axênicas de L. (L.) amazonensis foram incubadas com concentrações crescentes de lidocaína (0-5mg/mL) por 24h, 48h e 72h e, em seguida, realizado o ensaio de exclusão do azul de Tripan. Posteriormente, foi avaliado o efeito citotóxico da lidocaína. Para isso, macrófagos humanos também foram incubados com concentrações crescentes de lidocaína (0-5 mg/mL) por 24h e 72h e a citotoxicidade foi estimada pelo método do MTT. E, finalmente, foi avaliado o efeito antiparasitário e imunomodulador da lidocaína em macrófagos humanos. Para isso, macrófagos infectados com L. (L.) amazonensis foram incubados com 0,625 mg/mL de lidocaína por 24h e 72h. Em seguida, os sobrenadantes de cultura foram coletados para a quantificação dos níveis de óxido nítrico e de citocinas, pelo método de Griess e ensaio multiplex para detecção de citocinas, respectivamente. Posteriormente, os macrófagos infectados foram corados para avaliação do índice de infecção por microscopia óptica. Além disso, tais células também foram incubadas com meio Schneider para a determinação da viabilidade dos parasitos intracelulares por microscopia óptica. Observamos que a lidocaína diminuiu de modo dose-dependente a proliferação e a viabilidade de formas axênicas de L. (L.) amazonensis. Além disso, o aumento do tempo de exposição a lidocaína acarretou aumento da suscetibilidade dos parasitos ao efeito antiproliferativo e tóxico da lidocaína. Também verificamos que a lidocaína não foi tóxica para os macrófagos humanos quando a concentração foi igual ou inferior a 0,625 mg/mL, porém determinou toxicidade quando a concentração foi igual ou superior a 1,25 mg/mL. Nossos resultados também mostraram que o tratamento com 0,625 mg/mL de lidocaína diminuiu a carga parasitária dos macrófagos infectados, e paralelamente, aumentou sua produção de óxido nítrico e reduziu a de TNF-α, IL-6, IL-1β, IL-8. Além disso, a lidocaína também reduziu a viabilidade das amastigotas intracelulares. Portanto, de modo coletivo, os nossos dados indicam que a lidocaína é dotada de potente ação anti-Leishmania. Além disso, também é capaz de modular funções dos macrófagos envolvidas na imunidade e imunopatogenia da leishmaniose tegumentar. É importante que pesquisas futuras explorem mais a fundo esses achados, investigando não apenas a aplicabilidade clínica da lidocaína no tratamento da LT, mas também elucidando os mecanismos moleculares e celulares pelos quais afeta os parasitos intracelulares.
Abstract
Tegumentary leishmaniasis (TL) is a disease caused by protozoa of the genus Leishmania, which can manifest as severe skin and/or oronasal mucosal lesions. During its treatment, severe signs of toxicity and therapeutic failures may occur. Due to these issues, the development of new therapies has been encouraged. Studies with different local anesthetics have shown that such drugs inhibited or delayed the development of cutaneous lesions in hamsters. However, the mechanisms responsible for the clinical improvement of the animals have not been elucidated. Therefore, the proposed study aimed to investigate whether lidocaine exerts direct antiparasitic activity and/or modulates functions of infected macrophages, leading to a reduction in intracellular parasitism. To achieve the proposed objective, initially, the antiproliferative and antiparasitic effect of lidocaine was analyzed. For this purpose, axenic promastigotes and amastigotes of L. (L.) amazonensis were incubated with increasing concentrations of lidocaine (0-5mg/mL) for 24h, 48h, and 72h, and then the trypan blue exclusion assay was performed. Subsequently, the cytotoxic effect of lidocaine was evaluated. For this, human macrophages were also incubated with increasing concentrations of lidocaine (0-5 mg/mL) for 24h and 72h, and cytotoxicity was estimated by the MTT method. Finally, the antiparasitic and immunomodulatory effect of lidocaine in human macrophages was evaluated. For this purpose, macrophages infected with L. (L.) amazonensis were incubated with 0,625 mg/mL of lidocaine for 24h and 72h. Then, culture supernatants were collected for quantification of nitric oxide and cytokines, by the Griess method and multiplex flow cytometric assay, respectively. Subsequently, infected macrophages were stained for evaluation of the infection index by light microscopy. In addition, these cells were also incubated with Schneider's medium for determination of the viability of intracellular parasites by light microscopy. We observed that lidocaine dose-dependently decreased the proliferation and viability of axenic forms of L. (L.) amazonensis. Furthermore, increasing the exposure time to the lidocaine resulted in increased susceptibility of parasites to its antiproliferative and toxic effects. We also found that lidocaine was not toxic to human macrophages when the concentration was equal to or less than 0.625 mg/mL, but it caused toxicity when the concentration was equal to or greater than 1.25 mg/mL. Our results also showed that treatment with 0.625 mg/mL of lidocaine decreased the parasitic load of infected macrophages, and simultaneously increased their production of nitric oxide and reduced that of TNF-α, IL-6, IL-1β, IL-8. Additionally, lidocaine also reduced the viability of intracellular amastigotes. Therefore, collectively, our data indicate that lidocaine possesses potent anti-Leishmania action. Furthermore, this local anesthetic is also capable of modulating functions of macrophages involved in the immunity and immunopathogenesis of tegumentary leishmaniasis. It is important that future research further explore these findings, investigating not only the clinical applicability of lidocaine in the treatment of CL but also elucidating the molecular and cellular mechanisms by which it affects intracellular parasites.
Keywords in Portuguese
Leishmaniose tegumentarLeishmania
Lidocaína
Macrófagos
Óxido nítrico
Citocinas
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