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http://hdl.handle.net/1843/UCSD-8H5PGK| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Alterações eletromecânicas do miócito cardíaco na fase aguda da doença de Chagas em modelo murino: papel do óxido nítrico, intereferon-gama e ânion superóxido |
| Authors: | Danilo Roman Campos |
| First Advisor: | Wamberto Antônio Varanda |
| First Referee: | Dawidson Assis Gomes |
| Second Referee: | Catherine Ropert |
| Third Referee: | Rosana Almada Bassani |
| Abstract: | A cardiopatia chásica, causada pelo Trypanosoma cruzi, possui múltipla origem, sendo ainda desconhecida a gênese do problema cardíaco decorrente dessa doença. A fisiopatologia da doença de Chagas pode ser dividida em duas fases, aguda e crônica. Na fase aguda ocorre uma grande expansão do número de parasitos, com ativação do sistema imune e indução de uma intensa miocardite. Essas alterações podem induzir a arritmias complexas, e levar à morte. A despeito desses fatores, pouco se conhece sobre a gênese dos problemas cardíacos durante a infecção pelo Trypanosoma cruzi. Por esse motivo, decidimos estudar a fase aguda da doença de Chagas em modelo murino, bem como avaliar a influência da cepa no estabelecimento da cardiopatia. A curva de parasitemia dos animais infectados com a cepa colombiana apresentou um caráter transitório, sendo que com 81 dias pós-infecção (dpi), já não foram mais detectados parasitos na circulação. A produção de MCP-1, IFN-g e TNF-a seguiu um perfil similar ao da curva de parasitemia, sendo observada uma inflamação crônica aos 170 dpi. A infecção causou um aumento na duração do completo QRS, bem como alternância de onda P e complexo QRS, com aumento da freqüência cardíaca. Também foi observado hipertrofia cardíaca aos 30 dpi. Já aos 15 dpi, a ecocardiografia evidenciou uma redução na funcionalidade do coração. Adicionalmente a capacidade contrátil do miócito foi atenuada tanto no ventrículo direito quanto no esquerdo (VD e VE), aos 15, 30 e 45 dpi. Os resultados eletrocardiográficos evidenciaram que existe um remodelamento da eletrofisiologia do miócito cardíaco. Por esse motivo caracterizamos diferentes componentes iônicos dos VE e VD. Tanto para o VD quanto para o VE com 15 dpi, observamos uma redução na corrente de cálcio do tipo L (ICa,L), porém sem alteração no tempo necessário para repolarização do potencial de ação (PA) no VE. Considerando-se apenas o VE, a corrente de potássio transiente rápida (Ito) e o retificador de entrada (IK1) não foram alterados. Contudo, tanto o VE quanto o VD apresentaram uma redução na ICa,L e Ito aos 30 dpi, bem como um aumento no tempo necessário para repolarização do PA, seguido de um aumento, apenas no VE, da IK1. Além disso, observamos que a produção basal de óxido nítrico em células do VE de animais aos 30 dpi encontra-se aumentada e a inibição dessa produção resultou em um recobro da ICa,L. Adicionalmente, a inibição de um passo upstream na via, a PI3Kinase, também recuperou parcialmente a ICa,L. Também estudamos a dinâmica intracelular de cálcio do VE em animais aos 30 dpi. Observamos, contudo, que não existe uma redução na liberação transiente de cálcio, bem como em seu estoque intracelular do íon. A manutenção da liberação de cálcio foi observada mesmo com um aumento do tempo para o pico do transiente e da recaptura de cálcio, além de ter sido observado um desacoplamento entre o receptor de rianodina e o canal de cálcio do tipo L. Além disso, a freqüência e a amplitude das sparks de cálcio não foram alteradas, fato que indica que outros mecanismos estão envolvidos no controle do receptor de rianodina durante a infecção. Uma via envolvida na redução da capacidade contrátil do VE é a do IFN-g. Quando avaliamos o encurtamento celular do miócito isolado do animal IFN-g-/- com 15 e 26-28 dpi, o VE apresentou função contrátil similar à do controle. Entretanto, o VD do camundongo IFN-g-/- infectado apresentou uma atenuação no encurtamento celular, maior do que a observada no animal controle infectado, indicando que o VD e o VE são modulados por vias distintas. Os parâmetros avaliados nos animais infectados com a cepa Y apresentaram resultados bem distintos daqueles observados nos infectados com a cepa colombina. Quando avaliamos a funcionalidade do coração, observamos uma redução parcial e transitória da função cardíaca, sem, contudo, ocorrência de hipertrofia. Os animais infectados com a cepa Y apresentaram uma alteração transitória das propriedades elétricas dos miócitos isolados do ventrículo esquerdo, sendo que foi observada atenuação nos 15 e 30 dpi, com recobro dos valores aos 45 dpi. Aos 15 dpi ocorreu um aumento do tempo para repolarização do PA, redução da Ito e redução da ICa,L. Essas alterações não foram mais observadas com 45 dpi. Os mecanismos envolvidos na modulação negativa dessas correntes aos 15 dpi envolvem a produção de superóxido produzida pela nicotinamida e adenina fosfato oxidase do tipo 2, já que quando utilizamos o animal knockout para essa enzima não observamos as alterações relatadas acima. Finalmente, observamos que uma redução na atividade colinérgica do coração não é capaz de gerar as alterações elétricas observadas em nosso estudo. Sendo assim, nossos resultados sugerem que o estabelecimento de uma fase cardíaca crônica manifesta ou não na doença de Chagas, irá depender da cepa, sendo que essa irá determinar uma miocardite crônica ou transitória. |
| Abstract: | Cardiomyopathy observed during infection by the flagellated protozoan Trypanosoma cruzi has unknown mechanism concerning your genesis. Chagas disease is separated in two distinct phases, acute and chronic. In the acute phase it is observed a large number of parasites on blood stream, following activation of immune system which induces severe miocarditis. These alterations in many cases could lead to occurrence of severe arrhythmias, leading to death. Despite of the great importance of Chagas disease in the Latin American, few is known about the mechanisms involved in the establishment of this disease. Based on that, we decided to evaluate the acute phase of Chagas disease in murine model, as well as the influence of strain type in the cardiomyopathy development. Following infection and control of parasitemia with colombian strain of Trypanosoma cruzi, after 81 days, it was not possible to find parasites in the blood stream. The production of MCP-1, IFN-g and TNF-a followed a similar profile of parasitemia curve, however it was possible to see a chronic inflammation at 170 days post-infection (dpi). At first we evaluated the electrocardiogram at 30 dpi. The infection caused an increased in the QRS interval, besides a P wave and QRS complex alternance, with increased heart frequency. Additionally, we observed heart hypertrophy and reduced heart performance at 30 and 15 dpi, respectively, as determined by echocardiography. When we evaluated the isolated cardiomyocyte function, by the shortening index, it was observed a significant reduction in cardiomyocyte shortening at 15, 30 and 45 dpi, in the left and right ventricles (LV and RV). Taking into account the electrocardiographic results, it is possible to realize that there is an electrical remodeling in isolated cardiomyocyte. Thus, we decided to determinate the cellular basis of this phenomenon. In the LV and RV, at 15 dpi we observed a reduced L-type calcium current (ICa,L). In the LV, at 15 dpi, we did not observe any change in the action potential (AP), inward potassium current (IK1) and transient outward fast potassium current (Ito). However, at 30 dpi, in the LV and RV we observed a reduced ICa,L, Ito and an increased time to AP repolarization, as well as and increased in IK1, only in the LV. Besides, we demonstrated that LV has an increased production of nitric oxide at 30 dpi, and inhibition of nitric oxide synthase recovered ICa,L in LV at 30 dpi. Additionally, upstream inhibition in this pathway, the PI3kinase, partially recovered ICa,L. Trying to better understand the molecular basis of cardiomyocyte dysfunction, we evaluated the intracellular calcium dynamics in LF at 30 dpi. However, we did not observe any reduction in calcium transient neither in the SR load. We did not observe alterations in calcium spark frequency and amplitude. In our study we postulate that LV dysfunction is determinated, at least in part, by IFN-g. LV function in isolated myocyte from IFN-g-/- was preserved at 15 and 26-28 dpi. However, RV shortening of myocyte from IFN-g-/- infected mice was reduced depend on infection time. This is an indicative that LV and RV are differentially modulated. We performed some experiments in mice infected with Y strain of Trypanosoma cruzi. Echocardiography revealed a partial and transitory reduction in heart function, however without hypertrophy. When we evaluated ICa,L, Ito and AP in LV in this group, we observed a reduction in ICa,L and Ito and an increase in AP duration at 15 dpi. However, at 30 and 45 dpi we observed either a partial or a complete recovery of all parameters studied, respectively. The mechanism(s) involved in alteration of ICa,L, Ito and AP waveform at 15 dpi was/were attributed to increased production of superoxide, since when we used knockout mice to NADPH-oxidase type 2, we did not observe any alteration . At last, we demonstrated that reduced cholinergic function in heart is not able to induce electrical remodeling basically in the same way as observed in our experimental model. Taking all together, our results demonstrate that the establishment or not of a cardiac chronic phase in Chagas disease, is dependent on Trypanosoma cruzi´s infective strain, which will determinate a chronic or transitory myocarditis. |
| Subject: | Imunologia Bioquímica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/UCSD-8H5PGK |
| Issue Date: | 4-Mar-2011 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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