Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/33999
Type: Dissertação
Title: Avaliação dos efeitos biomecânicos e funcionais da exposição de macrófagos às lipoproteínas nativas e oxidadas
Authors: Luisa Rezende
First Advisor: Luciana de Oliveira Andrade
First Referee: Juliana Alves da Silva
Second Referee: Jacqueline Isaura Alvarez Leite
Abstract: A aterosclerose é uma doença inflamatória crônica caracterizada pela formação da placa de ateroma, que diminui a luz de vasos sanguíneos, podendo também se romper e obstruir vasos de menor calibre, levando a complicações como infartos e derrames. Esse processo é desencadeado pela presença de LDL oxidada (oxLDL) na túnica íntima do vaso sanguíneo e consequente recrutamento de macrófagos. Nestes sítios, macrófagos captam e acumulam oxLDL em seu citoplasma, se tornando células espumosas. Essas células produzem citocinas pró-inflamatórias e recrutam mais células do sistema imune, estimulando a progressão do processo inflamatório e o consequente crescimento da placa de ateroma. Muito estudos tentam elucidar o efeito do acúmulo de oxLDL na ativação de macrófagos, a qual culmina na formação de células espumosas. Porém, pouco se sabe sobre os efeitos biomecânicos induzidos por essa molécula em macrófagos, bem como suas consequências para ativação celular que não sejam derivados diretamente do acúmulo de colesterol no citoplasma desta célula. Em células fagocíticas não-profissionais, como células endoteliais, a oxLDL induz aumento da rigidez de membrana e alteração do citoesqueleto de actina, efeitos reproduzidos parcialmente pelo tratamento com MβCD, uma vez que ambas as substâncias desestruturam balsas de membrana. Uma vez que as balsas de membrana são domínios importantes para o recrutamento, organização e atividade de várias proteínas celulares, alterações na sua dinâmica podem gerar diversos efeitos na célula. Já foi demonstrado em células fagocíticas não-profissionais que a desestruturação das balsas afeta a reorganização do citoesqueleto de actina e distribuição de integrinas na superfície celular, podendo afetar também a migração e rigidez da membrana. Entretanto, pouco se sabe sobre os efeitos morfofuncionais da desestruturação das balsas de membrana em células fagocíticas profissionais. Portanto, o objetivo deste trabalho é analisar os efeitos morfológicos, mecânicos e funcionais do tratamento com oxLDL em macrófagos que sejam consequências da desorganização das balsas de membrana, visando elucidar sua contribuição para o processo patológico da aterosclerose. Observamos que o tratamento com oxLDL alterou a conformação das balsas de membrana em macrófagos murinos primários derivados de medula óssea, de forma semelhante ao observado no tratamento com MβCD. A mesma semelhança entre esses tratamentos foi observada nas alterações do citoesqueleto de actina, na morfologia celular e na distribuição de integrinas. Macrófagos tratados com oxLDL apresentaram maior polimerização do citoesqueleto de actina, distribuição difusa de integrinas e encolhimento celular da mesma forma que macrófagos tratados com MβCD. Ambos os tratamentos também aumentaram a interação física do citoesqueleto de actina com as balsas de membrana, indicando mecanismos de ação semelhantes. Em consequência dessas alterações físicas, o tratamento com oxLDL ou MβCD também levou a uma menor capacidade de migração dos macrófagos. Esses resultados indicam que a oxLDL é capaz de causar alterações físicas em macrófagos, decorrentes da desorganização das balsas. Estas alterações por sua vez podem ter implicações na retenção dos macrófagos na placa de ateroma, formação de células espumosas e consequentemente na progressão da aterosclerose.
Abstract: Atherosclerosis is chronic inflammatory disease characterised by the formation of an atheromatous plaque that diminish the blood vessel lumen. The plaque can also rupture and block small vessels, leading to complications such as strokes and heart attacks. This process is triggered by the presence of oxidised LDL (oxLDL) in the tunica intima of blood vessels and the consequent macrophage recruitment. In these sites, macrophages capture and accumulate oxLDL in their cytoplasm, turning into foam cells. These cells produce proinflammatory cytokines that recruit more immune cells, stimulating the inflammatory process progression and plaque growth. Many studies try to elucidate the role of oxLDL accumulation in macrophage activation and foam cell formation. However, little is known about the biomechanical effects induced by oxLDL in macrophages, as well as their consequences for cell activation that are not directly related to the cholesterol accumulation in the cytoplasm of these cells. In non-professional phagocytic cells, oxLDL induces increased membrane rigidity and actin cytoskeleton alteration. These effects are partially reproducible by cholesterol depletion and membrane rafts disorganization, induced by the treatment with MβCD. Since membrane rafts are important domains to the recruitment, organization and activity of plasma membrane proteins, alterations in raft dynamics can lead to several effects in the cell. It was shown in nonprofessional phagocytic cells that raft disruption affects actin reorganization and integrin distribution in the cell surface, also affecting cell migration and membrane rigidity. However, little is known about the morphofunctional effects of raft disruption in professional phagocytic cells, such as macrophages. Therefore, the goal of this study is to analyse the morphological, mechanical and functional effects of oxLDL treatment that are consequences of raft disruption, in macrophages, in order to elucidate the contribution of rafts for the pathologic process of atherosclerosis. We observed that the treatment with oxLDL alteres raft conformation of bone marrow derived macrophages (BMDM). A similar effect was observed in the treatment with MβCD. The similarities between the treatments could also be observed in the actin cytoskeleton organization, cell morphology and integrin distribution. OxLDL-treated macrophages showed higher actin polimerization, diffuse integrin distribution and cell shrinkage similarly 12 with the observed in MβCD-treated macrophages. Both treatments also increased the physical interaction between the actin cytoskeleton and membrane rafts, indicating a similar action mechanism. The physical alterations induced by oxLDL and MβCD also lead to deficient migration in macrophages. These results indicate that oxLDL can induce physical alterations in macrophages due to raft desorganization. Those alterations can have implications in the macrophage retention in the atheromatous plaque, the formation of foam cells, and consequently, atherosclerosis progression.
Subject: Aterosclerose
Macrófagos
Microdomínios da membrana
Lipoproteínas LDL
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular
Rights: Acesso Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/33999
Issue Date: 28-Feb-2020
metadata.dc.description.embargo: 28-Feb-2021
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