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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/69158
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ThesisCopyright
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2025-09-24
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03 Saúde e Bem-Estar09 Indústria, inovação e infraestrutura
10 Redução das desigualdades
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DINÂMICA DOS NEUTRÓFILOS NA MALÁRIA CEREBRAL EXPERIMENTAL: MATURAÇÃO, RECRUTAMENTO, POLARIZAÇÃO E FUNÇÃO IMUNOMODULATÓRIA
Plasmodium berghei
Neutrófilos
Células Dendríticas
Imunomodulação
Antunes, Lucas Freire | Date Issued:
2024
Alternative title
Neutrophil dynamics in experimental cerebral malaria: maturation, recruitment, polarization and immunomodulatory functionAuthor
Advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A malária cerebral (MC), causada principalmente pelo Plasmodium falciparum, é responsável por milhares de mortes. A fisiopatologia dessa forma grave de malária está, em grande parte, associada a uma resposta inflamatória intensa, embora não exclusivamente. Os neutrófilos, células da imunidade inata produzidos a partir de progenitores mieloides presentes na medula óssea, desempenham papel crucial na resposta inflamatória. Eles representam a primeira linha de defesa do organismo, produzindo mediadores inflamatórios que amplificam a imunidade inata e modulam o desenvolvimento da resposta imune adquirida. Assim, este estudo teve como objetivo investigar a produção e maturação de neutrófilos na medula óssea, a cinética de recrutamento para o baço, o perfil de ativação dessas células e sua capacidade de modular outras células imunes inatas, como as células dendríticas, em camundongos C57BL/6 e BALB/c infectados com P. berghei ANKA. Esses camundongos representam modelos experimentais suscetíveis e resistentes à malária cerebral experimental (MCE), respectivamente. A temperatura corporal confirmou a resistência dos camundongos BALB/c e suscetibilidade dos C57BL/6 ao desenvolvimento de MCE, embora, a parasitemia tenha sido semelhante entre os camundongos infectados. Observou-se um aumento no número total de células e de neutrófilos na medula óssea apenas nos animais C57BL/6 infectados. Entre as subpopulações de neutrófilos, a cinética de pré-neutrófilos foi semelhante entre os camundongos BALB/c e C57BL/6 parasitados. No entanto, somente nos animais C57BL6 houve um aumento significativo de neutrófilos imaturos na medula óssea antes das manifestações clínicas da MCE. Nos camundongos BALB/c, os níveis de neutrófilos maduros na medula óssea apresentaram uma queda progressiva ao longo da infecção, enquanto nos animais C57BL/6, essa redução foi transitória. A recuperação do número de neutrófilos maduros observada no 6º dia pós-infecção nos animais C57BL/6 deve-se, em parte, ao acúmulo de neutrófilos fresh e ao aumento dos neutrófilos aged na medula. No baço, o influxo de neutrófilos variou em cinética e proporções entre as linhagens. Embora ambos os grupos de animais apresentassem aumento no número de neutrófilos maduros e imaturos ao longo da infecção, os camundongos C57BL/6 mostraram um influxo acentuado de neutrófilos imaturos no baço no 4º dia pós-infecção. Além disso, os camundongos C57BL/6 apresentaram um aumento na proporção de neutrófilos TNF⁺ (N1) e CD206⁺ (N2), bem como um aumento de neutrófilos em apoptose tardia/necrose. Por fim, os neutrófilos de camundongos C57BL/6, quando cocultivados com células dendríticas derivadas da medula óssea, induziram a expressão de moléculas coestimuladoras (CD80, CD86 e MHCII) nessas células. Em contraste, neutrófilos de camundongos BALB/c foram capazes de suprimir a expressão dessas moléculas. Em resumo, nossos achados sugerem que a resposta inflamatória dos neutrófilos, incluindo a produção e a cinética de subpopulações específicas, pode influenciar a suscetibilidade à MCE, com os neutrófilos de camundongos suscetíveis (C57BL/6) apresentando um perfil inflamatório mais acentuado e modulando a ativação das células dendríticas de forma diferente em comparação com os neutrófilos de camundongos resistentes (BALB/c).
Abstract
Cerebral malaria (CM), caused mainly by Plasmodium falciparum, is responsible for thousands of deaths. The pathophysiology of this severe form of malaria is largely associated with an intense inflammatory response, although not exclusively. Neutrophils, cells of innate immunity produced from myeloid progenitors present in the bone marrow, play a crucial role in the inflammatory response. They represent the body's first line of defense, producing inflammatory mediators that amplify innate immunity and modulate the development of the acquired immune response. Therefore, this study aimed to investigate the production and maturation of neutrophils in the bone marrow, the kinetics of recruitment to the spleen, the activation profile of these cells, and their ability to modulate other innate immune cells, such as dendritic cells in C57BL/6 and BALB/c mice infected with P. berghei ANKA. These mice represent experimental models susceptible and resistant to experimental cerebral malaria (ECM), respectively. Body temperature confirmed the resistance of BALB/c mice and the susceptibility of C57BL/6 mice to the development of ECM, although parasitemia was similar between infected mice. An increase in the total number of cells and neutrophils in the bone marrow was observed only in infected C57BL/6 animals. Among the neutrophil subpopulations, the kinetics of pre-neutrophils were similar between parasitized BALB/c and C57BL/6 mice. However, only in the C57BL6 animals was there a significant increase in immature neutrophils in the bone marrow before the clinical manifestations of MCE. In BALB/c mice, the levels of mature neutrophils in the bone marrow showed a progressive drop throughout the infection, while in C57BL/6 animals, this reduction was transient. The recovery in the number of mature neutrophils observed on day 6 post-infection in the C57BL/6 animals is due, in part, to the accumulation of fresh neutrophils and the increase in aged neutrophils in the bone marrow. In the spleen, the influx of neutrophils varied in kinetics and proportions between the strains. Although both groups of animals showed an increase in the number of mature and immature neutrophils during infection, the C57BL/6 mice showed a marked influx of immature neutrophils into the spleen on day 4 post-infection. In addition, C57BL/6 mice showed an increase in the proportion of TNF⁺ (N1) and CD206⁺ (N2) neutrophils, as well as an increase in neutrophils undergoing late apoptosis/necrosis. Finally, neutrophils from C57BL/6 mice, when cocultured with bone marrow-derived dendritic cells, induced the expression of costimulatory molecules (CD80, CD86, and MHC-II) in these cells. In contrast, neutrophils from BALB/c mice were able to suppress the expression of these molecules. In summary, our findings suggest that the inflammatory response of neutrophils, including the production and kinetics of specific subpopulations, may influence susceptibility to ECM, with neutrophils from susceptible mice (C57BL/6) showing a more pronounced inflammatory profile and modulating dendritic cell activation differently compared to neutrophils from resistant mice (BALB/c).
Keywords in Portuguese
Malária CerebralPlasmodium berghei
Neutrófilos
Células Dendríticas
Imunomodulação
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