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Type: TESE
Title: Estudos de alterações funcionais de macrofagos submetidos a hipoxia no modelo in vitro da leishmaniose
Title Alternative: Studies of funcional alterations of macrophages submetted to hypoxia in ana in vitro model of leishmaniasis
Author: Degrossoli, Adriana
Advisor: Giorgio, Selma, 1962-
Abstract: Resumo: Diversas patologias provocam mudanças na pressão parcial de oxigênio, tornando o microambiente tecidual hipóxico. O interesse em analisar as alterações fenotípicas de células em hipóxia deve-se a necessidade de entender os mecanismos patológicos e a resistência aos tratamentos e ao desenvolvimento de terapias celulares. Células como os macrófagos adaptam-se a hipóxia modificando o metabolismo e a produção de citocinas. As lesões causadas pelo parasita intracelular Leishmania amazonensis são hipóxicas e o cultivo de macrófagos (células hospedeiras da Leishmania) em hipóxia induz redução da infecção com o parasita e modula a expressão de proteínas do choque térmico, indicando alterações funcionais e estruturais em ambiente hipóxico. Neste trabalho avaliamos os mecanismos responsáveis pela resistência destas células ao parasita em hipóxia e as modificações dos macrófagos causadas por este microambiente. Macrófagos cultivados em hipóxia não apresentam alterações na produção de óxido nítrico (NO) e na expressão da sua enzima produtora, óxido nítrico sintase (iNOS). Além disso, macrófagos knockout para enzima iNOS, que não produzem NO, são capazes de reduzir a infecção por L. amazonensis semelhante a macrófagos selvagens, o que sugere que o efeito leishmanicida da hipóxia não se deve ao NO. A liberação das citocinas TNF-a, IL-6, IL-12 e IL- 10 pelos macrófagos é alterada quando estes são cultivados em microambiente hipóxico. A produção destas moléculas pelos macrófagos infectados com L. amazonensis é semelhante em hipóxia e normóxia, indicando que estas citocinas não participam do efeito leishmanicida. O metabolismo energético dos macrófagos infectados, avaliado pela produção de ATP, não é modificado pela hipóxia, indicando que este fator não está envolvido na morte do parasita em macrófagos cultivados em hipóxia. Embora macrófagos fagocitem menos partículas inertes em hipóxia do que macrófagos em normóxia, a fagocitose do parasita vivo não é alterada pela hipóxia, sugerindo que o processo fagocítico também não está relacionado à diminuição da infecção pela hipóxia. Macrófagos cultivados em hipóxia aumentam a produção de ROS em relação a normóxia, mas a produção de ROS por macrófagos infectados com L. amazonensis em hipóxia não é alterada. Mas a inibição do efeito leishmanicida pelos antioxidantes N-acetilcisteína e Ebselen sugere que ROS tem papel na resistência dos macrófagos a L. amazonensis em hipóxia. A expressão de duas isoformas do fator transcricional hypoxia-inducible factor (HIF) (HIF-1alfa e 2alfa) é induzida em macrófagos cultivados em ambiente hipóxico e, interessantemente, em macrófagos infectados com L. amazonensis, mesmo quando estes são cultivados em normóxia. A inibição do HIF-1alfa pelo cloreto de cobalto impediu a sobrevivência do parasita dentro do macrófago, indicando que este fator é importante na manutenção do macrófago como célula hospedeira da L. amazonensis. Nossos resultados também demonstraram que a hipóxia alterou a capacidade proliferativa dos linfócitos T e o processamento e apresentação de antígeno de L. amazonensis pelos macrófagos. Assim, concluímos que a hipóxia induz alterações funcionais e estruturais nos macrófagos e que ROS são importantes para o efeito leishmanicida da hipóxia. Palavras-chave: Leishmania, macrófagos, hipóxia

Abstract: Regions of low oxygen tension (hypoxia) are common features of inflamed/infected tissues. The analyses of cell phenotypic alterations by hypoxia are helpful for understanding of the pathological mechanisms and treatment resistance and for the development of cellular therapies. Macrophages, cells involved in the clearance of microorganisms from infected tissues, are influenced by oxygen tension changing metabolism and cytokines production. Lesions caused by intracellular protozoan Leishmania amazonensis are hypoxic and macrophages (host cells for Leishmania) cultured in hypoxia are resistant to the infection and change heat shock proteins expression, suggesting functional and structural alterations of these cells in hypoxic microenvironment. In the present work we evaluated mechanisms involved in the macrophage resistance to the parasite as well as macrophages phenotypic alterations in hypoxia. Macrophages cultured in hypoxia did not show alterations in nitric oxide (NO) production and oxide nitric synthase (iNOS) enzyme expression. Furthermore, iNOS knockout macrophages lacking NO production are also able to reduce L. amazonensis infection as wild type macrophages, what suggests the leishmanicidal effect of hypoxia is not related to NO. The cytokines TNF-a, IL-6, IL-12 e IL-10 release is altered when macrophages are cultured in hypoxia. However, the production of these cytokines by L. amazonensis-infected macrophages in hypoxia is similar to normoxia, indicating these cytokines do not participate of the leishmanicidal effect of hypoxia. The energetic metabolism of infected macrophages, evaluated through ATP production, is not modified by hypoxia, suggesting this factor is not responsible for parasite death by macrophages cultured in hypoxia. Although the uptake of inert particles by macrophages in hypoxia is lower than in normoxia, living L. amazonensis phagocytosis by macrophages is not altered by hypoxia. This result suggests that phagocytic process is also not related to low infection in hypoxia. Cultured macrophages in hypoxia have shown higher ROS production than in normoxia, but the ROS production by L. amazonensis-infected macrophages is not altered by hypoxia. Indeed, the inhibition of leishmanicidal effect of hypoxia by antioxidants N-acetylcystein and Ebselen suggests ROS play a role in the macrophage resistance to L. amazonensis in hypoxia. The expression of two isoforms of the transcriptional factor hypoxia-inducible factor (HIF) (HIF- 1alpha e 2alpha) is induced in macrophages cultured in hypoxia and, interestingly, in L. amazonensis-infected macrophages in normoxia and hypoxia. The inhibition of HIF-1alpha by cadmium chloride impaired survival of intracellular parasite, suggesting this factor is important for macrophages as host cell for L. amazonensis. Our results also demonstrated hypoxia altered the proliferative capacity of T lymphocytes and the L. amazonensis antigen presentation by macrophages. We conclude hypoxia induces macrophages functional and structural alterations and ROS are important for the leishmanicidal effect of hypoxia. Keywords: Leishmania, macrophages, hypoxia
Subject: Leishmania
Macrofagos
Anóxia
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2009
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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