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Type: Tese
Title: Efeito do número de sítios EPIYA C da proteína CagA de Helicobacter pylori na produção in vitro de citocinas associadas à carcinogênese gástrica e avaliação das vias de sinalização
Authors: Sérgio de Assis Batista
First Advisor: Dulciene Maria de Magalhães Queiroz
First Co-advisor: Gifone Aguiar Rocha
Abstract: Helicobacter pylori coloniza a mucosa gástrica de seres humanos e a infecção por amostras cagA-positivas aumenta o risco de doenças graves como adenocarcinoma gástrico. O cagA codifica uma proteína denominada CagA, que é injetada no interior das células epiteliais gástricas através de um sistema de secreção do tipo IV. No citoplasma, a proteína CagA é fosforilada por cinases do hospedeiro nos sítios EPIYA C e interage com a fosfatase SHP-2. O complexo CagA/SHP-2 desencadeia diversos eventos intracelulares, principalmente ligados às vias de sinalização SHP-2/MAPK/ERK1/2 e JAK/STAT3. Desequilíbrios nessas vias de sinalização, como podem ocorrer na infecção pelo H. pylori, têm sido considerados relevantes na carcinogênese, visto que participam no controle de atividades e funções celulares vitais, como apoptose, proliferação, morfogênese e motilidade celular. Entretanto, não há estudos avaliando o efeito do número de sítios EPIYA C na produção de citocinas também consideradas relevantes na carcinogênese gástrica. Portanto, nesse estudo, foi avaliado o efeito do número de sítios de fosforilação EPIYA C da proteína CagA na produção de citocinas representativas da resposta Th17 (IL-1β, IL-6, IL-17A, IL-23 e TGF-β), bem como de IL-8 e IL-11 em células mononucleares do sangue periférico de doadores saudáveis H. pylori-negativos (qRT-PCR e ELISA) e células AGS (ELISA) estimuladas por amostras isogênicas de H. pylori com diferentes números de sítios de fosforilação EPIYA C. As vias de sinalização envolvidas foram avaliadas por “imunoblot” e os resultados confirmados com inibidores específicos das vias. Os resultados foram analisados com o programa estatístico SPSS e valores de p ≤ 0,05 foram considerados significativos. Foi demonstrado que a proteína CagA é injetada, clivada e fosforilada no citoplasma das células mononucleares do sangue periférico. A proteína CagA fosforilada, especialmente as amostras com dois e três sítios de fosforilação EPIYA C, interagiram com a fosfatase SHP-2 induzindo a ativação da via MAPK/ERK1/2. Por outro lado, a via JAK/STAT3 foi ativada principalmente pela amostra contendo um sítio EPIYA C. Em decorrência da ativação dessas vias de sinalização foi observado aumento na secreção das citocinas IL-6, IL-11, IL-17A, IL-23 e TGF-β por células mononucleares do sangue periférico e IL-11 por células AGS estimuladas com amostras isogênicas de H. pylori, proporcionalmente ao número de sítios de fosforilação EPIYA C da amostra. Por outro lado, foi visto que a secreção de IL-1β e IL-8 pelas células mononucleares e de IL-1β, IL-8 e TGF-β pelas células AGS não depende do número de sítios de fosforilação EPIYA C das amostras usadas como estímulo “in vitro”. Concluindo, demonstrou-se pela primeira vez que a proteína CagA de H. pylori com diferentes números de sítios de fosforilação EPIYA C foi injetada no citoplasma de células da resposta imunológica, clivada e fosforilada ativando as vias de sinalização SHP-2/MAPK/ERK1/2. A via JAK/STAT3 também foi ativada, mas de forma inversamente proporcional ao número de sítios de fosforilação EPIYA C. O resultado final foi o aumento de produção de citocinas associadas à carcinogênese.
Abstract: Subjects infected with cagA-positive H. pylori strains are at increased risk for gastric carcinoma. cagA (cytotoxin associated gene A) encodes the CagA protein that is injected into host gastric epithelial cells via a type 4 secretion system (T4SS) where it undergoes tyrosine phosphrorylation by Src family protein kinases and binds SHP-2 (Src Homology 2 Domain-Containing Tyrosine Phosphatase-2) phosphatase at several repeated sites in the C-terminal region containing EPIYA C motifs. The complex CagA/SHP-2 leads to sustained activation of several intracellular events, mainly linked to the signalling pathways, SHP-2/MAPK/ERK1/2 and JAK/STAT3, which alters host cell activities and functions including apoptosis, proliferation, morphogenesis and motility, considered relevant in the carcinogenesis. However, up to now there are no studies evaluating the effect of the number of CagA EPIYA C motifs on the production of cytokines, also considered relevant in carcinogenesis. Therefore, in the present study, we evaluated the effect of the number of CagA EPIYA C motifs on the production of cytokines related to Th17 cell commitment (IL-1β, IL-6, IL-17A, IL-23 and TGF-β), as well as IL-8 and IL-11, in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of healthy H. pylori-negative subjects (qRT-PCR and ELISA) and AGS cells (ELISA) stimulated by isogenic H. pylori strains with different number of EPIYA C motifs. Signalling pathways involved in CagA interaction were evaluated by immunoblot and the results were confirmed by using specific inhibitors of each pathway. Statistical analyses were performed by using SPSS and the differences were considered significant when p values were ≤ 0.05. We demonstrated that CagA protein is injected, broken down and phosphorylated in the cytosol of PBMC after stimulation. CagA, most prominently the strain with two and three EPIYA C motifs, bound to SHP-2 leading to activation of MAPK/ERK1/2 signalling pathway. Otherwise, JAK/STAT3 signalling pathway was mainly activated by cagA-positive strain with one EPIYA C motif. As consequence of the activation of these signalling pathways, an increased secretion of IL-6, IL-11, IL-17A, IL-23 and TGF-β by PBMC and IL-11 by AGS cell was observed. Cytokine secretion was proportional to the number of EPIYA C. By contrast, the IL-1β and IL-8 secretion by PBMC and AGS cells was independent of the number of EPIYA C motifs. In conclusion, we demonstrated, for the first time, that H. pylori CagA strains with different number of EPIYA C motifs were injected into cytosol of the immune response cells, where it was broken down and phosphorylated leading to activation of SHP-2/MAPK/ERK1/2 signalling pathway. JAK/STAT3 signalling pathway was also activated, but inversely proportional to the number of EPIYA C motifs. Altogether the alterations resulted in heightened production of cytokine related to carcinogenesis.
Subject: Microbiologia
Helicobacter pylori
Neoplasias Gástricas
Fosforilação
Citocinas
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/42330
Issue Date: 11-Dec-2014
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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