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Title: Avanços no conhecimento da imunopatogênese da leptospirose e a aplicação do método do imprint como ferramenta qualitativa e quantitativa de leptospiras
Advisor: McBride, Alan John Alexander
Members of the board: Fraga, Deborah Bittencourt Mothé
Campos, Leila Carvalho
Silva, Luciano Kalabric
Authors: Chagas Júnior, Adenizar Delgado das
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil
Abstract: A leptospirose é uma zoonose causada por espiroquetas patogênicas pertencentes ao gênero Leptospira. O modelo da doença em camundongos tem vantagens devido à ampla gama de ferramentas genéticas e imunológicas disponíveis para pesquisas básicas. A maior limitação na conduta clínica e na pesquisa experimental da leptospirose é o fraco desempenho dos métodos disponíveis para detecção direta e para quantificação de leptospiras. Foi incluído nesta tese um conjunto de três manuscritos que visam investigar o desfecho da infecção pela cepa virulenta de Leptospira interrogans nas linhagens de camundongos selvagens (A, CBA, BALB/c e C57BL/6), em camundongos óxido nítrico sintase induzível (iNOS) Knockout (KO), camundongos gene ativador de recombinação 1 (RAG1) KO , camundongos CB17 com imunodeficiência combinada grave (SCID), e os seus respectivos controles selvagens C57BL/6 e BALB/c. Investigar a confiabilidade do método de quantificação do imprint (IM), comparando os resultados obtidos com esta técnica aos obtidos com a utilização do PCR em tempo real (qPCR) para detectar e quantificar leptospiras em amostras de rim de ratos e hamsters experimentalmente infectados. Como esperado, nenhuma das linhagens de camundongos selvagens foram suscetíveis à leptospirose letal. A linhagem A e C57BL/6 exibiram altas cargas de Leptospira nas amostras de rim e as linhagens CBA e C57BL/6 desenvolveram lesões inflamatórias graves, enquanto a linhagem BALB/c provou ser a mais resistente apresentando leptospirose subclínica. Os camundongos iNOS KO e selvagem sobreviveram sem sintomas clínicos de leptospirose. A frequência e gravidade das nefrites foram significantemente menores nos camundongos iNOS KO. Todos os animais RAG1 KO e SCID morreram de leptospirose aguda, enquanto que todos os camundongos selvagens sobreviveram. A hemorragia pulmonar foi observada em 57 e 94% dos camundongos RAG 1 KO e em 83 e 100% dos camundongos SCID, usando doses de inóculos de 107 e 106 leptospiras, respectivamente. Não houve evidências de hemorragia pulmonar nos controles selvagens. Nos modelos de infecção agudo e crônico, houve correlação positiva estatisticamente significante (P < 0,05) na quantificação de leptospiras pelos métodos do qPCR e do IM. Como conclusão geral, a linhagem de camundongos A pode ser a linhagem de escolha em estudos na qual se pretende recuperar um grande número de leptospiras de rins colonizados. As linhagens CBA e C57BL/6 desenvolveram, com maior frequência, lesões inflamatórias e podem ser as mais adequadas para estudos de leptospirose associados com nefrite intersticial. A linhagem BALB/c é a mais indicada para estudar mecanismos que envolvam a imunidade inata e/ou a rápida resposta imune adaptativa. A ausência do gene do iNOS no modelo murino resultou em uma diminuição significativa da suscetibilidade para o desenvolvimento da nefrite intersticial. Além disso, a ausência de linfócitos B e T funcionais não impediu a ocorrência de hemorragia pulmonar. Estes dados fornecem fortes evidências de que a hemorragia pulmonar na leptospirose não está relacionada apenas a mecanismos autoimunes. Para a detecção e quantificação de leptospiras o método do imprint foi equivalente ao qPCR.
Abstract: Leptospirosis is a zoonosis caused by pathogenic spirochaetes belonging to the genus Leptospira. The mouse disease model is advantagous due to the broad array of immunological and genetic tools available for basic research. A major limitation in the clinical management and experimental research of leptospirosis is the poor performance of the available methods in the direct detection and quantification of leptospires. This thesis includes three manuscripts that investigate the outcome of infection by a virulent strain of Leptospira interrogans in wildtype mice strains: A, CBA, BALB/c and C57BL/6; in iNOS knockout (KO) mice, recombination activating gene 1 (RAG1) KO mice and CB17 severe combined immunodeficiency (SCID) mice. To investigate whether the imprint method (IM) of quantification was reliable we compared it with against real time PCR (qPCR) for the detection and quantification of leptospires in kidney samples from rats and hamsters. As expected, none of the wildtype mice were susceptible to lethal leptospirosis. The A and C57BL/6 strains exhibited high leptospiral loads in the kidney samples and the CBA and C57BL/6 strains developed severe inflammatory lesions, whilst the BALB/c strain proved to be the most resistant to subclinical leptospirosis. The iNOS KO mice survived with no clinical symptoms of leptospirosis. The frequency and severity of nephritis was significantly lower in the iNOS KO mice. All of the RAG 1 KO and SCID animals died of acute leptospirosis, whereas all of the wildtype mice survived. Pulmonary haemorrhage was observed in 57 and 94% of Rag1 KO mice and in 83 and 100% of SCID mice, using inoculum doses of 107 and 106 leptospires, respectively. There was no evidence of pulmonary haemorrhage in the wildtype controls. In both the acute and chronic infection models, the correlation between quantification by qPCR and the IM was found to be positive and statistically significant (P < 0.05). In conclusion, the mouse A strain would be the strain of choice in studies requiring the recovery of a large number of leptospires from colonized kidneys. The CBA and C57BL/6 strains developed more inflammatory lesions and would be the most suitable for studies of leptospirosis associated with interstitial nephritis. The BALB/c strain appeared to be the most suitable for studying mechanisms involving innate immunity and/or rapid adaptive immune response. The absence of the iNOS gene in the murine model resulted in a significant decrease in susceptibility to the development of interstitial nephritis. Furthermore, the absence of functional B and T lymphocytes did not prevent the occurrence of pulmonary hemorrhage. These data provide strong evidence that pulmonary hemorrhage in leptospirosis is not only related to autoimmune mechanisms. For the detection and quantification of leptospires the imprint method was quivalent to that of qPCR. Keywords:
Keywords: Leptospirosis
Mice
Pulmonary haemorrhage
Real-time PCR
keywords: Leptospirose
Hemorragia pulmonar
Camundongos
PCR em tempo real
Issue Date: 2014
Publisher: Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz
Citation: CHAGAS JUNIOR, A. D. das Avanços no conhecimento da imunopatogênese da leptospirose e a aplicação do método do imprint como ferramenta qualitativa e quantitativa de leptospiras. 2014. 67 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia em Saúde) - Fundação Oswaldo Cruz, Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz, Salvador, 2014.
Date of defense: 2014
Place of defense: Salvador/BA
Department: Departamento de Vice Diretoria e Ensino
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia em Saúde e Medicina Investigativa
Copyright: open access
Appears in Collections:BA - IGM - Teses de Doutorado

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