Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/36147
Type: Tese
Title: O papel do Receptor Ativado por Protease (PAR)2 na resposta efetora de macrófagos murinos estimulados com LPS
Authors: Ayslan Barra
First Advisor: André Klein
First Co-advisor: Luciano dos Santos Aggum Capettini
First Referee: Alfredo Menendez
Second Referee: Bagnólia Araújo Costa
Third Referee: Aristóbolo Mendes da Silva
metadata.dc.contributor.referee4: Juliana Carvalho Tavares
Abstract: A resposta efetora de macrófagos inicia-se com o reconhecimento de padrões moleculares associados a patógenos (PAMP) por receptores de reconhecimento de padrões expressos nos macrófagos. O receptor do tipo Toll (TLR)4 é um exemplo de PAMP cujo ligante é o lipopolissacarídeo (LPS), molécula oriunda de bactérias gram-negativas capaz de desencadear uma potente resposta antimicrobiana e pró-inflamatória nos macrófagos. Por outro lado, durante uma lesão tecidual ou infecção, proteases geradas por células e/ou secretadas por microorganismos contribuem para amplificar a resposta inflamatória. O principal mecanismo ocorre através de receptores acoplados à proteína G denominados Receptores Ativados por Protease (PAR) que desempenham funções relacionadas à coagulação, câncer, dor, inflamação, entre outras. PAR2 é o subtipo mais expresso em macrófagos e embora esse receptor funcione como um sensor inato, ainda pouco se sabe sobre a sua participação nas funções efetoras nos macrófagos. Dessa maneira, o objetivo deste trabalho foi investigar o papel de PAR2 nas respostas efetoras de macrófagos induzidas por LPS. Para isso, macrófagos obtidos da cavidade peritoneal de camundongos C57BL/6 foram estimulados com o agonista sintético de PAR2 (SLIGRL-NH2, 30μM), LPS (100 ng/mL) ou ambos, sendo em seguida avaliadas a sua atividade fagocítica, produção de óxido nítrico (NO), espécies reativas de oxigênio (EROS) e das citocinas TNF, IL-1β, MCP-1, IL-6 e IL-10. Avaliamos ainda, a expressão de PAR2, TLR4 e da enzima óxido nítrico induzível (iNOS), a interação física entre PAR2 e TLR4, as vias de sinalização envolvidas nesse fenômeno, os mecanismos cálcio-dependentes envolvidos e a contribuição das proteases endógenas e de um fragmento de PAR2, obtido após clivagem de sua porção extracelular, nos efeitos pró-inflamatórios dos macrófagos peritoneais estimulados com LPS. Em alguns experimentos, os macrófagos foram pré-incubados com inibidor de síntese proteica (ciclohexemida, 20μg/mL) ou inibidor da transcrição gênica (actinomicina D, 5μg/mL) antes do estímulo com SLIGRL-NH2, LPS ou ambos e antes da avaliação da expressão de PAR2 e TLR4. A coativação de PAR2 e TLR4 potencializou as funções efetoras dos macrófagos como a fagocitose, a produção de NO, a expressão de iNOS, EROS e citocinas pró-inflamatórias. Além disso, a ativação de PAR2 e/ou TLR4 aumentou a expressão de ambos receptores, sendo esse mecanismo dependente da transcrição gênica e da síntese de novo destes receptores; e a coincubação com o agonista de PAR2 e LPS aumentou significativamente a colocalização e a interação física entre PAR2 e TLR4, confirmando uma cooperação entre esses receptores nas funções efetoras dos macrófagos. O pré-tratamento com coquetel inibidor de proteases reduziu a liberação de cálcio induzida por LPS, sugerindo que possíveis proteases liberadas pelos macrófagos poderiam, de forma autócrina, promover a ativação de PAR2, enquanto o fragmento de PAR2 não modificou os níveis intracelulares de cálcio, confirmando que o sinergismo PAR2-TLR4 depende da produção de um fragmento ativo. Por fim, demonstramos que os mecanismos envolvidos na potencialização do repertório de ativação dos macrófagos mediados por PAR2-TLR4 são dependentes da via do fator de transcrição NFκB e do prolongamento do tempo de liberação do cálcio intracelular, sem, no entanto, interferir na fosforilação da via da MAP quinase p38. Como conclusão, este trabalho demonstra que PAR2 e TLR4 desempenham um papel importante para potencializar as funções efetoras dos macrófagos, fornecendo ainda, evidências para a compreensão do funcionamento dessas células em um microambiente infeccioso ou inflamatório em que as proteases estão presentes.
Abstract: The macrophage effector response begins with the recognition of pathogen-associated molecular patterns (PAMP) by pattern recognition receptors expressed on macrophages. The Toll-like receptor (TLR) 4 is an example of PAMP whose ligand is the lipopolysaccharide (LPS), a molecule derived from gram-negative bacteria capable of triggering a potent antimicrobial and pro-inflammatory response in macrophages. On the other hand, during tissue injury or infection, proteases generated by cells and / or secreted by microorganisms contribute to amplify the inflammatory response. The main mechanism occurs through receptors coupled to protein G called Protease Activated Receptors (PAR) that perform functions related to coagulation, cancer, pain, inflammation, among others. PAR2 is the most expressed subtype in macrophages and although this receptor functions as an innate sensor, little is known about its participation in the effector functions in macrophages. Thus, the objective of this work was to investigate the role of PAR2 in the effector responses of macrophages induced by LPS. For this, macrophages obtained from the peritoneal cavity of C57BL / 6 mice were stimulated with the synthetic agonist of PAR2 (SLIGRL-NH2, 30μM), LPS (100ng / mL) or both, and their phagocytic activity, nitric oxide production (NO), reactive oxygen species (EROS) and cytokines TNF, IL-1β, MCP-1, IL-6 and IL-10 were evaluated. We also evaluated the expression of PAR2, TLR4 and the inducible nitric oxide enzyme (iNOS), the physical interaction between PAR2 and TLR4, the signaling pathways involved in this phenomenon, the calcium-dependent mechanisms involved and the contribution of endogenous proteases and a PAR2 fragment, obtained after cleavage of its extracellular portion, on the pro-inflammatory effects of peritoneal macrophages stimulated with LPS. In some experiments, macrophages were pre-incubated with protein synthesis inhibitor (cyclohexemide, 20μg / mL) or gene transcription inhibitor (actinomycin D, 5μg / mL) before SLIGRL-NH2, LPS or both and before expression evaluation of PAR2 and TLR4. The coactivation of PAR2 and TLR4 enhanced macrophage effector functions such as phagocytosis, NO production, iNOS expression, EROS and pro-inflammatory cytokines. In addition, activation of PAR2 and / or TLR4 increased the expression of both receptors, this mechanism being dependent on gene transcription and de novo synthesis of these receptors, and the coincubation with the PAR2 and LPS agonist significantly increased colocalization and physical interaction between PAR2 and TLR4, confirming a cooperation between these receptors in the effector functions of macrophages. Pretreatment with protease inhibitor cocktail reduced LPS-induced calcium release, suggesting that possible proteases released by macrophages could autocrinically promote the activation of PAR2, while the PAR2 fragment did not change intracellular calcium levels, confirming that the PAR2-TLR4 synergism depends on the production of an active fragment. At last, we demonstrate that the mechanisms involved in enhancing the activation repertoire of macrophages mediated by PAR2-TLR4, are dependent on the transcription factor NFκB pathway and on the prolongation of the intracellular calcium release time, without, however, interfering with phosphorylation of via MAP kinase p38. In conclusion, this work demonstrates that PAR2 and TLR4 play an important role to enhance the effector functions of macrophages, providing further evidence for understanding the functioning of these cells in an infectious or inflammatory microenvironment in which proteases are present.
Subject: Fisiologia e Farmacologia
Receptor PAR-2
Receptor 4 toll-like
Macrófagos
Serina proteases
Inflamação
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE FARMACOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/36147
Issue Date: 26-Feb-2021
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