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http://hdl.handle.net/1843/80175
Type: | Tese |
Title: | Papel da Pentraxina 3 na infecção pelo vírus SARS-CoV-2 e na inflamação pulmonar induzida pela proteína Nucleocapsídeo |
Authors: | Flávia Ivair Santiago de Oliveira |
First Advisor: | Adriana Abalen Martins Dias |
Abstract: | A COVID-19 é uma doença que geralmente se apresenta com sintomas leves, mas pode evoluir para manifestações graves, como inflamação sistêmica, SARS, complicações tromboembólicas e danos cardíacos, potencialmente levando à morte. O risco de desenvolver COVID-19 grave está associado a comorbidades tais como doenças cardiovasculares, obesidade, inflamações crônicas, dentre outras. Compreender o mecanismo da doença é essencial para identificar riscos e melhorar o manejo clínico. A Pentraxina 3 (PTX3) é uma proteína inflamatória de fase aguda associada a um prognóstico desfavorável na COVID-19. PTX3 está aumentada em algumas comorbidades da doença e estudos indicam que esta proteína está correlacionada à mortalidade e à insuficiência respiratória, sendo um preditor mais preciso do que marcadores como proteína C reativa e IL6. Entretanto, o papel de PTX3 na COVID-19 ainda não foi elucidado. Este estudo visou caracterizar o papel de PTX3 na infecção por SARS-CoV-2 e na inflamação por meio de abordagens in vitro e in vivo. Para verificar se PTX3 interfere na entrada de SARS-CoV-2 na célula, realizamos um ensaio de neutralização viral em células Vero. O vírus (MOI:0,01) foi incubado com PTX3 em diferentes concentrações por 1h antes da exposição às células. Os resultados mostraram que PTX3 não interfere na entrada viral, independentemente da dose utilizada, sugerindo que PTX3 não afeta a infecção inicial. Para avaliar a replicação viral, células pulmonares humanas Calu-3 foram tratadas com PTX3 1h antes ou após a infecção por SARS-CoV-2, simulando condições em que PTX3 pudesse estar aumentada previamente ou posteriormente à infecção, respectivamente. Também foi testada a combinação da PTX3 com o vírus, incubados previamente por 1h, para avaliar se a interação do vírus com a proteína poderia influenciar na replicação viral e na resposta inflamatória. As análises de titulação viral e RT-qPCR foram realizadas nos tempos de 3, 8, 12, 18, 24, 36, 48 e 72h após a infecção pelo vírus. Os resultados indicaram que PTX3 não afeta a replicação viral ao longo dos tempos, mas modula negativamente a expressão dos genes do receptor ACE2, da protease TMPRSS2 e dos genes inflamatórios TNFA, IL1B, PTX3 e IFNA. No tratamento pós-infecção, PTX3 aumentou a expressão de IFNB, CXCL10 e CXCL11, enquanto as outras abordagens atenuaram a expressão desses genes. Em ensaios in vivo, induzimos a inflamação pulmonar em camundongos C57BL/6 pela administração intranasal da proteína N (pN) de SARS-CoV-2. Observamos que o tratamento com PTX3 administrada 3 horas após a pN desencadeou respostas inflamatórias mais intensas, com maior dano tecidual, aumento na contagem de células no lavado broncoalveolar (BAL) e modulação positiva mais acentuada de citocinas inflamatórias, do que quando o tratamento é feito previamente ou concomitante à administração da pN. Em conjunto, nossos resultados sugerem que o papel de PTX3 pode variar conforme o estágio da COVID-19 com efeitos protetores iniciais e possível exacerbação da resposta inflamatória em fases mais avançadas. Desta forma, PTX3 pode constituir um alvo terapêutico potencial na COVID-19, a depender do momento da intervenção. |
Abstract: | COVID-19 is a disease caused by the SARS-CoV-2 virus, that typically presents with mild symptoms but can evolve into severe manifestations such as systemic inflammation, acute respiratory distress syndrome (ARDS), thromboembolic complications, and cardiac damage, potentially leading to death. The risk of developing severe COVID-19 is associated with comorbidities, such as cardiovascular diseases, obesity, and chronic inflammation, among others. Understanding the disease mechanism is essential for identifying risks and improving clinical management. Pentraxin 3 (PTX3) is an acute-phase inflammatory protein associated with a poor prognosis in COVID-19. PTX3 is elevated in certain disease comorbidities, and studies suggest that this protein correlates with respiratory failure and mortality, serving as a more accurate predictor than C-reactive protein and IL-6. However, the role of PTX3 in COVID-19 has not yet been fully elucidated. This study aimed to characterize the role of PTX3 in SARS-CoV-2 infection and inflammation through in vitro and in vivo approaches. We performed a viral neutralization assay using Vero cells to assess whether PTX3 interferes with SARS-CoV-2 entry into cells. The virus (MOI: 0.01) was incubated with recombinant human PTX3 (rhPTX3) at different concentrations for 1 hour before the infection of Vero cells. The results showed that PTX3 does not interfere with viral entry, regardless of the dose used, suggesting that PTX3 does not affect the initial infection. To evaluate viral replication human lung cells (Calu-3) were treated with PTX3 1 hour before or after infection with Sars-Vov-2, simulating conditions in which PTX3 could be increased either before or after infection, respectively. The combination of PTX3 and the virus, pre-incubated for 1 hour, was also tested to evaluate whether the interaction between the virus and the protein could influence viral replication and the inflammatory response. Viral titration and RT-qPCR analyses were performed at 3, 8, 12, 18, 24, 36, 48, and 72 hours post-infection. The results indicated that PTX3 does not affect viral replication over time but downregulated the expression of the ACE2 receptor gene, TMPRSS2 protease, and the inflammatory genes TNFA, IL1B, PTX3, and IFNA. In post-infection treatment, rhPTX3 increased the expression of IFNB, CXCL10, and CXCL11, while other approaches attenuated the expression of these genes. In in vivo assays, pulmonary inflammation was induced in C57BL/6 mice by intranasal administration of the SARS-CoV-2 N protein (pN). We observed that treatment with recombinant mouse PTX3 (rmPTX3) administered 3 hours after pN resulted in more intense inflammatory responses, with greater tissue damage, increased cell counts in the bronchoalveolar lavage (BAL), and a more pronounced positive modulation of inflammatory cytokines compared to when treatment was administered before or concurrently with pN administration. Taken together, our results suggest that the role of PTX3 may vary depending on the stage of COVID-19, with initial protective effects and possible exacerbation of the inflammatory response in later stages when elevated following infection. Thus, PTX3 may represent a potential therapeutic target in COVID-19, depending on the timing of intervention. |
Subject: | Genética Infecções por Coronavirus Covid-19 Proteínas da Fase Aguda Proteíndas do Nucleocapsídeo |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Genética |
Rights: | Acesso Restrito |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/80175 |
Issue Date: | 26-Nov-2024 |
metadata.dc.description.embargo: | 26-Oct-2026 |
Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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