Estudo do papel da óxido nítrico sintase induzível (iNOS) na malária cerebral experimental

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Tathiany Igreja da
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
Texto Completo: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/23795
Resumo: A malária é uma das doenças infecciosas de maior importância mundial e ocasiona cerca de 500 mil mortes ao ano. A doença ocorre devido a transmissão de protozoários do gênero Plasmodium. A malária cerebral é a principal \201Ccausa mortis\201D observada e ocorre, principalmente, nas infecções por Plasmodium falciparum. O principal grupo atingido são crianças com faixa etária abaixo dos cinco anos de idade. A malária cerebral se caracteriza pelo sequestro de hemácias parasitadas nos microvasos cerebrais e pelo desenvolvimento de uma resposta inflamatória exacerbada. Os sintomas fisiopatológicos observados são: liberação de citocinas pró-inflamatórias, ativação de células endoteliais e leucócitos, além do aumento de espécies reativas de oxigênio (ROS) e nitrogênio (RNS), que podem levar à quebra da barreira hematoencefálica e à ativação de células do sistema nervoso central, como microglia e astrócitos. Esses eventos podem ocasionar danos ao tecido cerebral e gerar déficit cognitivo. O óxido nítrico (NO) é uma molécula controversa na malária cerebral. Durante a patogênese da doença, ocorre o aumento da disponibilidade de NO devido a maior expressão da enzima óxido nítrico sintase induzível (iNOS). Quando em excesso, o NO pode reagir com ROS e formar espécies reativas de nitrogênio (RNS) extremamente deletérias, como o peroxinitrito (ONOO-). O objetivo deste trabalho é analisar o papel da iNOS na patogênese da malária cerebral e as sequelas cognitivas observadas. Para isso, utilizamos o modelo de infecção com Plasmodium berghei ANKA em camundongos C57BL/6 wild-type e knockouts para a enzima iNOS. Além do uso de iNOS-/-, utilizamos a aminoguanidina, uma droga que inibe especificamente a enzima iNOS. Os animais foram submetidos à análise de sinais da malária grave no 6º dia após a infecção No mesmo dia, amostras de sangue e cérebro, foram coletadas para proceder as análises bioquímicas e moleculares. Realizamos análises de cognição através de testes comportamentais de memória espacial e aversiva nos dias 15 e 16 após a infecção. Esses testes foram realizados após 7 dias de tratamento com antimalárico (cloroquina \2013 25 mg/kg v.o.). Averiguamos que a ausência de iNOS ofereceu proteção quanto a liberação de citocinas pró-inflamatórias e de espécies reativas (ROS/RNS), além de reduzir a atividade de mieloperoxidase (MPO). Ainda, o bloqueio da enzima foi eficaz em reduzir a expressão de ICAM-1 e a produção de TNF-\03B1 cerebral, bem como em reduzir a ativação de células gliais e a morte neuronal apoptótica em virtude da diminuição da clivagem de caspase-3 detectada. Ambas as estratégias foram eficientes em prevenir o desenvolvimento de sequelas cognitivas. Este estudo busca a melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na fisiopatologia da malária cerebral e o encontro de novos alvos terapêuticos que atuem na prevenção da disfunção cognitiva associada
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A malária cerebral se caracteriza pelo sequestro de hemácias parasitadas nos microvasos cerebrais e pelo desenvolvimento de uma resposta inflamatória exacerbada. Os sintomas fisiopatológicos observados são: liberação de citocinas pró-inflamatórias, ativação de células endoteliais e leucócitos, além do aumento de espécies reativas de oxigênio (ROS) e nitrogênio (RNS), que podem levar à quebra da barreira hematoencefálica e à ativação de células do sistema nervoso central, como microglia e astrócitos. Esses eventos podem ocasionar danos ao tecido cerebral e gerar déficit cognitivo. O óxido nítrico (NO) é uma molécula controversa na malária cerebral. Durante a patogênese da doença, ocorre o aumento da disponibilidade de NO devido a maior expressão da enzima óxido nítrico sintase induzível (iNOS). Quando em excesso, o NO pode reagir com ROS e formar espécies reativas de nitrogênio (RNS) extremamente deletérias, como o peroxinitrito (ONOO-). O objetivo deste trabalho é analisar o papel da iNOS na patogênese da malária cerebral e as sequelas cognitivas observadas. Para isso, utilizamos o modelo de infecção com Plasmodium berghei ANKA em camundongos C57BL/6 wild-type e knockouts para a enzima iNOS. Além do uso de iNOS-/-, utilizamos a aminoguanidina, uma droga que inibe especificamente a enzima iNOS. Os animais foram submetidos à análise de sinais da malária grave no 6º dia após a infecção No mesmo dia, amostras de sangue e cérebro, foram coletadas para proceder as análises bioquímicas e moleculares. Realizamos análises de cognição através de testes comportamentais de memória espacial e aversiva nos dias 15 e 16 após a infecção. Esses testes foram realizados após 7 dias de tratamento com antimalárico (cloroquina \2013 25 mg/kg v.o.). Averiguamos que a ausência de iNOS ofereceu proteção quanto a liberação de citocinas pró-inflamatórias e de espécies reativas (ROS/RNS), além de reduzir a atividade de mieloperoxidase (MPO). Ainda, o bloqueio da enzima foi eficaz em reduzir a expressão de ICAM-1 e a produção de TNF-\03B1 cerebral, bem como em reduzir a ativação de células gliais e a morte neuronal apoptótica em virtude da diminuição da clivagem de caspase-3 detectada. Ambas as estratégias foram eficientes em prevenir o desenvolvimento de sequelas cognitivas. Este estudo busca a melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na fisiopatologia da malária cerebral e o encontro de novos alvos terapêuticos que atuem na prevenção da disfunção cognitiva associadaMalaria is one of the most important global infectious diseases and causes about 500,000 deaths each year. The disease occurs due to the transmission of the protozoa of the genus Plasmodium. Cerebral malaria is the main cause of death observed and occurs mainly in infections with Plasmodium falciparum. Children under five years are the main affected group. Cerebral malaria is characterized by sequestration of parasitized erythrocytes in the small cerebral vessels and by the development of an exacerbated inflammatory response. Pathophysiological symptoms observed are release of pro-inflammatory cytokines, endothelial cells and leukocytes activation, in addition to the increase of reactive oxygen (ROS) and nitrogen (RNS) species, which can lead to disruption of the blood-brain barrier and the activation of cells, such as microglia and astrocytes in the central nervous system. These events can cause damage to brain tissue and cause cognitive deficit. Nitric oxide (NO) is a controversial molecule in cerebral malaria. During the pathogenesis of the disease, the NO availability increases due to the upregulation of inducible nitric oxide synthase enzyme (iNOS). When in excess, can react with ROS forming reactive nitrogen species (RNS), as the peroxynitrite (ONOO· -), extremely harmful. The aim of this study is analyze the role of iNOS in the pathogenesis of cerebral malaria. We used the model of infection with Plasmodium berghei ANKA in C57BL/6 wild- type and iNOS knockouts mices. In addition to the use iNOS-/-, aminoguanidine, an inhibitor of iNOS, was also used. The animals were submitted to analysis of signs of severe malaria on the sixth day after the infection On the same day, blood and brain samples were collected to perform biochemical and molecular analysis. We performed cognitive analysis through behavioral tests of spatial and aversion memory on the 15º and 16º days after infection. These tests were performed after 7 days of antimalarial treatment (chloroquine-25 mg/kg v.o.) We found that the absence of iNOS provided protection against the release of proinflammatory cytokines and reactive species (ROS / RNS), in addition to reducing myeloperoxidase activity (MPO). Still, enzyme blockade was effective in reducing the expression of ICAM-1 and the production of brain TNF-\03B1, as well as in reducing glial cell activation and apoptotic neuronal death due to the decrease in the detected caspase-3 cleavage. Both strategies have been effective in preventing the development of cognitive sequelae. This study seeks better understanding of the mechanisms involved in the pathophysiology of cerebral malaria and the identification of new therapeutic targets that act to prevent the associated cognitive damageFundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.porMalária CerebralÓxido Nítrico SintaseEstresse OxidativoEstudo do papel da óxido nítrico sintase induzível (iNOS) na malária cerebral experimentalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis2017Instituto 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/23795/1/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD51ORIGINALtathiany_silva_ioc_mest_2017.pdfapplication/pdf2462201https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/23795/2/tathiany_silva_ioc_mest_2017.pdf3080f7d3b8f0a27c353f3e338e6becb7MD52TEXTtathiany_silva_ioc_mest_2017.pdf.txttathiany_silva_ioc_mest_2017.pdf.txtExtracted texttext/plain209068https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/23795/3/tathiany_silva_ioc_mest_2017.pdf.txt1e0f7c0b9d01bc4a952ffe17b68d7d17MD53icict/237952022-06-24 13:10:59.03oai:www.arca.fiocruz.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352022-06-24T16:10:59Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)false
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