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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/66239
PAPEL DO ANTÍGENO OVULAR SOLÚVEL (SEA) DE SCHISTOSOMA MANSONI SOBRE A HEMATOPOESE MURINA
Schistosoma Mansoni
Hematopoese
Granuloma Esquistossomótico Murino
Esquistossomose
Klein, Gabriel Couto Thurler | Date Issued:
2023
Author
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Durante a infecção pelo Schistosoma mansoni, os ovos do parasito ficam retidos em órgãos como fígado, baço e intestino, originando granulomas. Em estudos anteriores, nosso grupo de pesquisa utilizou modelos murinos para caracterizar a hematopoese extramedular na periferia de granulomas hepáticos e alterações na hematopoese medular. No entanto, os fatores que modulam a hematopoese murina durante a infecção esquistossomótica ainda são amplamente desconhecidos, e por isso decidimos investigar o papel dos antígenos ovulares solúveis (SEA) liberados pelos ovos do parasita nesta modulação hematopoética. Ovos de S. mansoni foram isolados de fígados de camundongos infectados e utilizados no protocolo de produção e purificação de SEA, que foi administrado em grupos de camundongos com injeções diárias ou uma única injeção, nas doses de 10, 20 e 80 µg e eutanasiados 24 ou 96 h após a última injeção. O sangue periférico foi coletado para análises hematológicas e bioquímicas, além de órgãos e medulas ósseas para análises histológicas e de imunofluorescência. A caracterização proteômica do SEA foi realizada por eletroforese de proteínas, digestão de peptídeos em solução e análise por espectrometria de massas. Na dose de 10 µg, observamos 8 alterações hepáticas agudas, com intensa vacuolização intracitoplasmática dos hepatócitos e esteatose. Nas doses de 20 e 80 µg, notamos progressão desses efeitos toxicológicos, com aumento da retenção de sangue nos canalículos hepáticos e vasos portais maiores, e algum extravasamento para o tecido, indicando um baixo grau de hemorragia hepática. Observamos mitose frequente em todas as doses aplicadas. Também observamos uma redução acentuada nos grânulos de glicogênio, indicando uma possível alteração metabólica mediada por componentes do SEA. Nos rins, observamos importante acúmulo e extravasamento de sangue nas regiões medulares e corticais, além da degradação dos ductos renais, e aumento dos depósitos de ferro no baço, principalmente hemossiderina, bem como nas células de Kupffer. Em relação ao possível envolvimento do SEA nos processos hematopoiéticos, notamos um aumento de algumas populações celulares no baço de animais que receberam injeções de SEA, principalmente na polpa vermelha. Focos de eosinófilos foram observados próximos à cápsula e zona trabecular, com poucas células Ki-67-positivas, o que não indica proliferação eosinofílica local, mas sim mobilização. Em contraste, alguns megacariócitos e muitos neutrófilos e macrófagos na região da polpa vermelha foram positivos para Ki-67, indicando proliferação local. Alterações de coagulação também foram identificadas através de achados histológicos e de coagulograma, sugerindo uma resposta mais rápida nos animais injetados com SEA. Por fim, mostramos usando métodos de proteômica, que o SEA possui um perfil proteico bastante heterogêneo, com milhares de proteínas, conforme descrito na literatura. Assim, podemos concluir com os experimentos in vivo, que o SEA total possui muitos componentes tóxicos e imunogênicos, que podem diminuir e até suprimir as modulações hematopoéticas observadas na formação do granuloma hepático, quando comparado ao modelo de estudo de infecção pelo S. mansoni
Abstract
During infection by Schistosoma mansoni, the parasite eggs are retained in organs such as the liver, spleen and intestine, giving rise to granulomas. In previous studies, our research group used murine models to characterize extramedullary hematopoiesis in the periphery of hepatic granulomas and modulations in medullary hematopoiesis. However, the factors that regulate murine hematopoiesis during schistosomal infection are still largely unknown, so we decided to investigate the role of soluble egg antigens (SEA) released by parasite eggs in this hematopoietic modulation. S. mansoni eggs were isolated from the livers of previously infected mice and used in the SEA production and purification protocol. SEA was injected into groups of mice with daily injections or a single injection, at doses of 10, 20 and 80 µg and euthanized 24 or 96 h after the last injection. Peripheral blood was collected for hematological and biochemical analyses, in addition to organs and bone samples for histological and immunofluorescence analyses. The proteomic characterization of SEA was performed by protein electrophoresis, digestion of peptides in solution and analysis by mass spectrometry. At a dose of 10 µg, we observed acute liver changes, with intense intracytoplasmic vacuolization of hepatocytes and 10 steatosis. At doses of 20 and 80 µg, we noticed a progression of these toxicological effects, with increased blood retention in the hepatic canaliculi and larger portal vessels, and some extravasation into the tissue, indicating a low degree of hepatic hemorrhage. We observed frequent mitosis at all doses applied. We also observed a marked reduction in glycogen granules, indicating a possible metabolic alteration mediated by SEA components. In the kidneys, we observed significant accumulation and extravasation of blood in the medullary and cortical regions, in addition to the degradation of the renal ducts, and an increase in iron deposits in the spleen, mainly hemosiderin, as well as in Kupffer cells. Regarding the possible involvement of SEA in hematopoietic processes, we noticed an increase in some cell populations in the spleen of animals that received SEA injections, mainly in the red pulp. Foci of eosinophils were observed near the capsule and trabecular zone, with few Ki-67-positive cells, which does not indicate local eosinophilic proliferation in the spleen, but rather mobilization. In contrast, some megakaryocytes and many neutrophils and macrophages in the red pulp region were positive for Ki-67, indicating local proliferation. Coagulation alterations were also identified through histological and coagulogram, suggesting faster blood clotting in animals injected with SEA. Finally, we show, using proteomics methods, that SEA has a very heterogeneous protein profile, with thousands of proteins, as described in the literature. Finally, with in vivo experiments, we can conclude that total SEA has many toxic and immunogenic components, which can decrease and even suppress the hematopoietic modulations observed in the formation of hepatic granuloma, when infection model by S. mansoni is applied
Keywords in Portuguese
Antígenos Solúveis do OvoSchistosoma Mansoni
Hematopoese
Granuloma Esquistossomótico Murino
Esquistossomose
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