Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/81753
Tipo: Tese
Título: Avaliação do impacto do tratamento com a bactéria lática Weissella paramesenteroides WpK4 na resposta imunológica desencadeada in vitro pelo SARS-CoV-2 e in vivo pela proteína N do vírus
Autor(es): Valéria Nayara Gomes Mendes de Oliveira
Primeiro Orientador: Adriana Abalen Martins Dias
Primeiro Coorientador: Álvaro Cantini Nunes
Primeiro membro da banca : Iara Apolinário Borges
Segundo membro da banca: Karine Lima Lourenço
Terceiro membro da banca: Pedro Augusto Alves
Quarto membro da banca: Anderson Miyoshi
Resumo: No controle da infecção viral pelo indivíduo infectado por SARS-CoV-2 uma rápida e eficiente resposta inflamatória é essencial. Entretanto, o que se observa nos casos graves de COVID-19 é uma produção exagerada de citocinas pró-inflamatórias, conhecida como tempestade de citocinas, acompanhada de grande inflamação nos pulmões que desencadeia lesão tecidual grave e rápida evolução para a morte. Logo, inibir a replicação viral e modular o processo inflamatório de forma a evitar uma resposta exacerbada podem ser estratégias terapêuticas interessantes para o auxílio no tratamento da COVID-19. A bactéria lática Weissella paramesenteroides WpK4, isolada da cavidade nasal de um leitão saudável, demonstrou um potencial terapêutico no controle da inflamação excessiva em modelos inflamatórios. Este estudo teve como objetivo, portanto, avaliar o papel imunomodulador da WpK4 na COVID-19. Para avaliar o impacto do tratamento com WpK4, as células de pulmão Calu-3 foram tratadas com a bactéria uma hora depois da infecção pelo vírus SARS-CoV-2 (abordagem terapêutica); uma hora antes da infecção viral (abordagem profilática) e, também, com a combinação da bactéria e o vírus SARS-CoV-2 (abordagem combinação). Nestes experimentos in vitro foi observada inibição da replicação do vírus com resultante diminuição do título viral; aumento da expressão dos genes pró-inflamatórios TNFA, IL1B e CXCL10, bem como do gene antiviral IFNB; prevenção do aumento da expressão do receptor ACE2 promovido pelo vírus nas células Calu-3. Os achados apontam para um papel pró-inflamatório da WpK4 que contribui para o controle da infecção causada por SARS-CoV-2 nas células. Para investigar os mecanismos subjacentes a esse efeito antiviral aparente, bem como compreender o papel da bactéria na modulação da resposta inflamatória, camundongos C57BL/6 foram inoculados, por via intranasal, com a proteína N do vírus SARS-CoV-2. Neste modelo, a administração profilática da bactéria WpK4 apresentou um efeito pró-inflamatório, resultando em inflamação moderada no pulmão dos animais. No tratamento terapêutico, observou-se inflamação leve, sem aumento da concentração de citocinas no lavado broncoalveolar. Por outro lado, uma inflamação pulmonar grave foi detectada nos animais tratados com a combinação da bactéria e da proteína N, acompanhada do aumento de IL6, PTX3 e TNFA nesses animais. Esses achados podem ser indicativos de que a combinação da bactéria com a proteína N altera a resposta do hospedeiro de maneira a gerar uma resposta exacerbada, cujos mecanismos requerem mais estudos para sua elucidação. Os dados dos tratamentos profilático e terapêutico indicam que a WpK4 exerce um papel pró-inflamatório importante para inibir a replicação viral e, quando administrada após a exposição à proteína do vírus, pode amenizar o dano pulmonar.
Abstract: A rapid and efficient inflammatory response is essential in controlling viral infection by individuals infected with SARS-CoV-2. However, what is observed in severe cases of COVID-19 is an excessive production of pro-inflammatory cytokines, known as a cytokine storm, accompanied by significant lung inflammation that triggers severe tissue damage and rapid progression to death. Therefore, inhibiting viral replication and modulating the inflammatory process to prevent an exacerbated immune response could be interesting therapeutic strategies to aid in the treatment of COVID-19. The lactic acid bacterium Weissella paramesenteroides WpK4, isolated from the nasal cavity of a healthy piglet, has shown a therapeutic potential in approaches against excessive inflammation in models. Therefore, this study aimed to evaluate the immunomodulatory role of WpK4 in COVID-19. To assess the impact of WpK4 treatment, Calu-3 lung cells were treated with the bacterium one hour after SARS-CoV-2 infection (therapeutic approach); one hour before infection viral (prophylactic approach); and also, with the combination of the bacterium pre-incubated for one hour with the SARS-CoV-2 virus (combination approach). In these in vitro experiments we observed inhibition of viral replication, resulting in a decrease in viral titers; an increase in the expression of the pro-inflammatory genes TNFA, IL1B, and CXCL10, as well as the antiviral gene IFNB; and inhibition of SARS-CoV-2-dependent increase in ACE2 expression in Calu-3 cells. These findings suggest a pro-inflammatory role of WpK4 that contributes to the control of the infection caused by SARS-CoV-2 in the cells. To investigate the underlying mechanisms of this apparent antiviral effect, as well as to understand the role of WpK4 in modulating the inflammatory response, C57BL/6 mice were intranasally inoculated with the N protein of SARS-CoV-2. In this model, the prophylactic administration of WpK4 exhibited a pro-inflammatory effect, resulting in moderate lung inflammation in the animals. In the therapeutic treatment, mild inflammation was observed, with no increase in cytokine levels in the bronchoalveolar lavage fluid. Conversely, severe pulmonary inflammation was detected in animals treated with the combination of the bacterium and protein N. Protein expression analysis by ELISA revealed an increase in the production of IL6, PTX3 and TNFA in these animals. The detrimental effect of the combination of the bacterium with the N protein needs further investigation. However, the data from therapeutic and prophylactic approaches indicate that WpK4 plays a pro-inflammatory role, has the potential to inhibit viral replication, and, when administered after exposure to the viral protein, may mitigate lung damage.
Assunto: Genética
Weissella
Covid-19
Betacoronavirus
Resposta imune
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Departamento: ICB - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL
Curso: Programa de Pós-Graduação em Genética
Tipo de Acesso: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/81753
Data do documento: 7-Mar-2025
Término do Embargo: 7-Mar-2027
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