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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/68930
SUBPOPULAÇÕES DE LEISHMANIA (VIANNIA) BRAZILIENSIS (MCAN/BR/1998/R619): CONTRIBUIÇÃO AO PERFIL DE VIRULÊNCIA DO PARASITO
Fatores de Virulência
Macrófagos
Citocinas
Estresse Oxidativo
Melo, Barbara Cristina de Albuquerque | Date Issued:
2024
Alternative title
Subpopulations of Leishmania (Viannia) braziliensis (MCAN/BR/1998/R619): contribution to the parasite virulence profileAdvisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Parasitária. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Este trabalho aborda a contribuição de subpopulações da L. (V.) braziliensis cepa Thor (MCAN/BR/1998/R619) na composição do perfil de virulência deste parasito. O estudo foi realizado in vitro com subpopulações com perfil de infectividade descritos como tendo alta (Thor03 e Thor10) e baixa (Thor22) taxa de infectividade em macrófagos murinos. Na primeira etapa deste estudo, o impacto de combinações binárias dos parasitos na infecção de macrófagos murinos foi investigado, com base no índice endocítico (IE) às 24 horas de infecção. Na presença de Thor10, o IE do Thor22 aumenta em comparação com o IE das combinações Thor03/Thor22 nas mesmas proporções. O potencial das subpopulações, isoladamente ou em combinações, para modular a expressão de citocinas e óxido nítrico também foi avaliado. Níveis baixos de NO e TNF-α foram encontrados em ensaios com combinações Thor10/Thor22 em comparação as subpopulações isoladas. Em contraste, os ensaios com combinações Thor03/Thor22 aumentaram a produção de IL-10. Na segunda etapa deste estudo, as subpopulações foram avaliadas quanto a possíveis descritores fenotípicos, com foco nos fatores de virulência (calpaínas; subtilisina; cisteína protease B - CPB; oligopeptidase B - OPB; tripanotiona redutase - TR; triparedoxina peroxidase - TXNPx) e ao estresse oxidativo induzido por hidroperóxido de terc-butila (tBOOH) e peróxido de hidrogênio (H2O2). A abordagem de quantificação relativa para os genes da calpaína, CPB e subtilisina protease não mostra diferenças significativas entre as subpopulações. Por outro lado, as proteínas subtilisina e CPB foram identificadas como mais abundantes em Thor03 pela técnica de citometria de fluxo marcada com fluorescência. Ensaios de Western blotting indicaram predominância das proteínas subtilisina (110 a 50 kDa) e CPB (40 a 18 kDa) no extrato de amastigotas intracelulares das subpopulações Thor03 e Thor10. A atividade de TR em amastigotas intracelulares Thor10 e ensaios de suscetibilidade a agentes indutores de H2O2 e doadores de NO indicaram maior resistência à indução de estresse oxidativo pelos promastigotas Thor10, seguidos pelos promastigotas Thor03. Coletivamente, esses resultados fornecem evidências in vitro sobre o potencial da estrutura populacional de L. (V.) braziliensis em desempenhar um papel relevante na infecção do hospedeiro por este parasito. Os fatores de virulência e mecanismos antimicrobianos de macrófagos aqui explorados sugerem como múltiplas subpopulações fenotípicas podem contribuir para a adaptabilidade de uma cepa de L. (V.) braziliensis durante infecção em células hospedeiras.
Abstract
This work addresses the potential contribution of subpopulations of the L. (V.) braziliensis Thor (MCAN/BR/1998/R619) strain to the composition of the virulence profile of this parasite. The study was in vitro carried out with subpopulations with an infectivity profile described as having a high (Thor03 and Thor10) and low (Thor22) infectivity rate in murine macrophages. In the first stage of this study, the impact of binary combinations of these parasites on the infection of murine macrophages was investigated in vitro, based on the endocytic index (EI) at 24 hours of infection. In the presence of Thor10, the EI of Thor22 increases compared to the EI of the Thor03/Thor22 combinations in the same proportions. The potential of subpopulations, alone or in combinations, to modulate the expression of cytokines and nitric oxide was also evaluated. Low NO and TNF-α levels were found in trials with Thor10/Thor22 combinations compared to these subpopulations alone. In contrast, trials with Thor03/Thor22 combinations increased IL10 production. In the second stage of this study, subpopulations were evaluated for possible phenotype descriptors, focusing on virulence factors (calpains; subtilisin; cysteine protease B - CPB; oligopeptidase B - OPB; trypanothione reductase - TR; tryparedoxin peroxidase - TXNPx) and to the he oxidative stress induced by tert-Butyl hydroperoxide (tBOOH) and hydrogen peroxide (H2O2).The relative quantification approach for calpain, CPB and subtilisin protease genes shows no significant differences between the subpopulations. On the other hand, the proteins subtilisin and CPB were identified as more abundant in Thor03 by the fluorescence-labeled flow cytometry technique. Western blotting assays indicated a predominance of subtilisin (110 to 50 kDa) and CPB (40 to 18 kDa) proteins in the extract of intracellular amastigotes from the Thor03 and Thor10 subpopulations. TR activity in Thor10 intracellular amastigotes and susceptibility assays to H2O2-inducing agents and NO donors indicated greater resistance to oxidative stress induction by Thor10 promastigotes, followed by Thor03 promastigotes. Collectively, these results provide in vitro evidence about the potential of the population structure of L. (V.) braziliensis to play a relevant role in host infection by this parasite. The virulence factors and antimicrobial mechanisms of macrophages explored here suggest how multiple phenotypic subpopulations can contribute to the adaptability of a strain of L. (V.) braziliensis during infection in host cells.
Keywords in Portuguese
Leishmania braziliensisFatores de Virulência
Macrófagos
Citocinas
Estresse Oxidativo
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