Alterações miogênicas em células musculares humanas infectadas pelo vírus zika: susceptibilidade de mioblastos e resistência de miotubos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rocha, Cássia da Silva Santos
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
Texto Completo: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/50703
Resumo: O músculo esquelético é responsável pelo movimento e manutenção da postura, e é um órgão produtor de miocinas e altamente metabólico, onde alterações em sua fisiologia podem ter consequências sistêmicas. Esse tecido é alvo para diferentes arboviroses, e mialgia é um sintoma frequentemente relatado. O músculo esquelético é composto majoritariamente por fibras musculares, e uma pequena população de células progenitoras denominadas células satélites (SC), que em caso de lesão podem ser ativadas, proliferam e se diferenciam, sendo capazes de regenerar o tecido muscular. Recentemente nosso grupo demonstrou que SC em proliferação (mioblastos) são infectadas pelo vírus ZIKA (ZIKV), enquanto células diferenciadas e fusionadas (miotubos) não apresentam proteínas virais. O presente trabalho avaliou alterações miogênicas e o perfil transcricional de mioblastos e miotubos humanos após tratamento com ZIKV, com o objetivo de identificar fatores e mecanismos envolvidos na susceptibilidade e resistência destas células à infecção. Confirmamos infecção produtiva do ZIKV nos mioblastos, que apresentaram uma redução no número de células expressando a molécula KI67 em altas concentrações (característico de células em mitose). A análise de sequenciamento mostrou perturbação das vias do ciclo celular em mioblastos infectados, que ainda apresentaram enriquecimento de vias relacionadas à morte celular. Também confirmamos a ausência de infecção produtiva nos miotubos Interessantemente, verificamos que o ZIKV entra nas células diferenciadas, mas não consegue replicar o RNA viral, e a análise do transcriptoma identificou um enriquecimento de vias e modulação de genes antivirais maior ou exclusivamente nas células diferenciadas em comparação aos mioblastos infectados. Além disso, miotubos expostos ao ZIKV aparentam ter aumento de fusão/hipertrofia. Ao contrário dos mioblastos, miotubos apresentaram enriquecimento de vias relacionadas a organização da matriz extracelular. Dados preliminares do nosso grupo mostraram que o cultivo de mioblastos sobre a isoforma de laminina 511 levou à redução da infecção pelo ZIKV. Contudo, em nossos ensaios, a infecção pelo ZIKV não modulou a expressão de receptores para LM e o bloqueio do receptor de LM, a integrina \03B16, não reduziu a infecção pelo ZIKV em mioblastos. Nosso trabalho mostrou que a infecção pelo ZIKV induz resposta imune e antiviral, que foram enriquecidos em mioblastos e miotubos, sendo que estes apresentaram uma assinatura única de vias e genes antivirais, que poderiam explicar a resistência frente ao ZIKV.
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O músculo esquelético é composto majoritariamente por fibras musculares, e uma pequena população de células progenitoras denominadas células satélites (SC), que em caso de lesão podem ser ativadas, proliferam e se diferenciam, sendo capazes de regenerar o tecido muscular. Recentemente nosso grupo demonstrou que SC em proliferação (mioblastos) são infectadas pelo vírus ZIKA (ZIKV), enquanto células diferenciadas e fusionadas (miotubos) não apresentam proteínas virais. O presente trabalho avaliou alterações miogênicas e o perfil transcricional de mioblastos e miotubos humanos após tratamento com ZIKV, com o objetivo de identificar fatores e mecanismos envolvidos na susceptibilidade e resistência destas células à infecção. Confirmamos infecção produtiva do ZIKV nos mioblastos, que apresentaram uma redução no número de células expressando a molécula KI67 em altas concentrações (característico de células em mitose). 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Contudo, em nossos ensaios, a infecção pelo ZIKV não modulou a expressão de receptores para LM e o bloqueio do receptor de LM, a integrina \03B16, não reduziu a infecção pelo ZIKV em mioblastos. Nosso trabalho mostrou que a infecção pelo ZIKV induz resposta imune e antiviral, que foram enriquecidos em mioblastos e miotubos, sendo que estes apresentaram uma assinatura única de vias e genes antivirais, que poderiam explicar a resistência frente ao ZIKV.Skeletal muscle is responsible for the movement and maintenance of posture and is a myokine-producing and highly metabolic organ, where changes in its physiology can have systemic consequences. This tissue is a target for different arboviruses, and myalgia is a frequently reported symptom. Skeletal muscle is composed mainly of muscle fibers and a small population of progenitor cells called satellite cells (SC), which in case of injury can be activated, proliferate and differentiate, being able to regenerate muscle tissue. Recently our group demonstrated that proliferating SC (myoblasts) are infected by the ZIKA virus (ZIKV), while differentiated and fused cells (myotubes) do not present viral proteins. The current work evaluated myogenic alterations and the transcriptional profile of human myoblasts and myotubes after treatment with ZIKV, aiming to identify factors and mechanisms involved in the susceptibility and resistance of these cells to infection. Here, we confirmed productive ZIKV infection in myoblasts, which showed a reduction in the number of cells expressing the KI67 molecule at high concentrations (characteristic of cells in mitosis). Sequencing analysis showed disruption of cell cycle pathways in infected myoblasts, which still showed enrichment of cell death-related pathways We also confirmed the absence of productive infection in myotubes. Interestingly, we found that ZIKV invades differentiated cells but fails to replicate the viral RNA. The transcriptome analysis identified enrichment of antiviral pathways and genes, greater or exclusively in differentiated cells than infected myoblasts. Furthermore, myotubes exposed to ZIKV appeared to have increased fusion/hypertrophy. In contrast to myoblasts, myotubes showed enrichment of pathways related to extracellular matrix organization. Preliminary data from our group showed that culturing myoblasts on laminin 511 isoform led to reduced ZIKV infection. However, in our assays, ZIKV infection did not modulate LM receptor expression, and the blockade of the LM receptor, integrin \03B16, did not reduce ZIKV infection in myoblasts. Our work showed that ZIKV infection induces immune and antiviral responses, which were enriched in myoblasts and myotubes. The differentiated cells showed a unique signature of antiviral pathways and genes, which could explain resistance against ZIKV.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.porMioblastosFibras Musculares EsqueléticasInfecção por Zika virusMatriz ExtracelularMioblastosFibras Musculares EsqueléticasInfecção por Zika virusMatriz ExtracelularAlterações miogênicas em células musculares humanas infectadas pelo vírus zika: susceptibilidade de mioblastos e resistência de miotubosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis2021Instituto Oswaldo CruzFundação Oswaldo CruzRio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecularinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)instacron:FIOCRUZLICENSElicense.txttext/plain1748https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/50703/1/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD51ORIGINALcassia_rocha_ioc_mest_2021.pdfcassia_rocha_ioc_mest_2021.pdfapplication/pdf5289776https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/50703/2/cassia_rocha_ioc_mest_2021.pdf55d2dced43ddcee77df52b6361198bd4MD52icict/507032022-11-03 10:34:15.582oai:www.arca.fiocruz.br:icict/50703Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352022-11-03T13:34:15Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)false
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