Phosphatidyl Inositol 3 Kinase-Gamma Balances Antiviral and Inflammatory Responses During Influenza A H1N1 Infection: from murine model to genetic association in patients

dc.creatorCristiana Couto Garcia
dc.creatorLuciana Pádua Tavares
dc.creatorAna Carolina Fialho Dias
dc.creatorFernanda Kehdy
dc.creatorLucia Elena Alvarado-Arnez
dc.creatorCelso Martins Queiroz-Junior
dc.creatorIzabela Galvão
dc.creatorBraulio Henrique Freire Lima
dc.creatorAline da Rocha Matos
dc.creatorAna Paula Gonçalves
dc.creatorFrederico Marianetti Soriani
dc.creatorMilton Ozório Moraes
dc.creatorJoão Trindade Marques
dc.creatorMarilda Siqueira
dc.creatorAlexandre de Magalhães Vieira Machado
dc.creatorLirlândia Pires de Sousa
dc.creatorRemo de Castro Russo
dc.creatorMauro Martins Teixeira
dc.date.accessioned2026-04-10T20:08:21Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractInfluenza A virus (IAV) infection causes severe pulmonary disease characterized by intense leukocyte infiltration. Phosphoinositide-3 kinases (PI3Ks) are central signaling enzymes, involved in cell growth, survival, and migration. Class IB PI3K or phosphatidyl inositol 3 kinase-gamma (PI3Kγ), mainly expressed by leukocytes, is involved in cell migration during inflammation. Here, we investigated the contribution of PI3Kγ for the inflammatory and antiviral responses to IAV. PI3Kγ knockout (KO) mice were highly susceptible to lethality following infection with influenza A/WSN/33 H1N1. In the early time points of infection, infiltration of neutrophils was higher than WT mice whereas type-I and type-III IFN expression and p38 activation were reduced in PI3Kγ KO mice resulting in higher viral loads when compared with WT mice. Blockade of p38 in WT macrophages infected with IAV reduced levels of interferon-stimulated gene 15 protein to those induced in PI3Kγ KO macrophages, suggesting that p38 is downstream of antiviral responses mediated by PI3Kγ. PI3Kγ KO-derived fibroblasts or macrophages showed reduced type-I IFN transcription and altered pro-inflammatory cytokines suggesting a cell autonomous imbalance between inflammatory and antiviral responses. Seven days after IAV infection, there were reduced infiltration of natural killer cells and CD8+ T lymphocytes, increased concentration of inflammatory cytokines in bronchoalveolar fluid, reduced numbers of resolving macrophages, and IL-10 levels in PI3Kγ KO. This imbalanced environment in PI3Kγ KO-infected mice culminated in enhanced lung neutrophil infiltration, reactive oxygen species release, and lung damage that together with the increased viral loads, contributed to higher mortality in PI3Kγ KO mice compared with WT mice. In humans, we tested the genetic association of disease severity in influenza A/H1N1pdm09-infected patients with three potentially functional PIK3CG single-nucleotide polymorphisms (SNPs), rs1129293, rs17847825, and rs2230460. We observed that SNPs rs17847825 and rs2230460 (A and T alleles, respectively) were significantly associated with protection from severe disease using the recessive model in patients infected with influenza A(H1N1)pdm09. Altogether, our results suggest that PI3Kγ is crucial in balancing antiviral and inflammatory responses to IAV infection.
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2018.00975
dc.identifier.issn1664-3224
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/2430
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.relation.ispartofFrontiers in Immunology
dc.rightsAcesso aberto
dc.subjectFosfatidilinositol 3-quinases
dc.subjectVírus da influenza A subtipo H1N1
dc.subjectInflamação
dc.subjectImunidade
dc.subject.otherNeutrófilos
dc.subject.otherCD8+Células T
dc.subject.otherCélulas natural killer
dc.subject.otherIFN tipo I
dc.subject.otherP38
dc.subject.otherGravidade da doença
dc.subject.otherPolimorfismo de nucleotídeo único
dc.titlePhosphatidyl Inositol 3 Kinase-Gamma Balances Antiviral and Inflammatory Responses During Influenza A H1N1 Infection: from murine model to genetic association in patients
dc.title.alternativeA fosfatidilinositol 3-quinase-gama equilibra as respostas antivirais e inflamatórias durante a infecção pelo vírus influenza A H1N1: do modelo murino à associação genética em pacientes
dc.typeArtigo de periódico
local.citation.epage18
local.citation.spage1
local.citation.volume9
local.description.resumoA infecção pelo vírus da influenza A (IAV) causa doença pulmonar grave caracterizada por intensa infiltração de leucócitos. As fosfoinositídeo-3-quinases (PI3Ks) são enzimas de sinalização centrais, envolvidas no crescimento, sobrevivência e migração celular. A PI3K de classe IB ou fosfatidilinositol 3-quinase-gama (PI3Kγ), expressa principalmente por leucócitos, está envolvida na migração celular durante a inflamação. Neste estudo, investigamos a contribuição da PI3Kγ para as respostas inflamatórias e antivirais ao IAV. Camundongos com deleção do gene PI3Kγ (KO) apresentaram alta suscetibilidade à letalidade após infecção pelo vírus da influenza A/WSN/33 H1N1. Nos estágios iniciais da infecção, a infiltração de neutrófilos foi maior do que em camundongos selvagens (WT), enquanto a expressão de IFN tipo I e tipo III e a ativação da p38 foram reduzidas em camundongos PI3Kγ KO, resultando em cargas virais mais elevadas em comparação com camundongos WT. O bloqueio da p38 em macrófagos WT infectados com o vírus da influenza A (IAV) reduziu os níveis da proteína do gene 15 estimulado por interferon (IGF-15) para níveis semelhantes aos induzidos em macrófagos PI3Kγ KO, sugerindo que a p38 atua a jusante das respostas antivirais mediadas pela PI3Kγ. Fibroblastos ou macrófagos derivados de PI3Kγ KO apresentaram transcrição reduzida de IFN tipo I e citocinas pró-inflamatórias alteradas, sugerindo um desequilíbrio celular autônomo entre as respostas inflamatórias e antivirais. Sete dias após a infecção por IAV, observou-se infiltração reduzida de células natural killer (NK) e CD8+.+Linfócitos T, aumento da concentração de citocinas inflamatórias no fluido broncoalveolar, redução do número de macrófagos em resolução e níveis de IL-10 em camundongos PI3Kγ KO. Esse ambiente desequilibrado em camundongos PI3Kγ KO infectados culminou em maior infiltração de neutrófilos nos pulmões, liberação de espécies reativas de oxigênio e danos pulmonares que, juntamente com o aumento da carga viral, contribuíram para maior mortalidade em camundongos PI3Kγ KO em comparação com camundongos WT. Em humanos, testamos a associação genética da gravidade da doença em pacientes infectados com influenza A/H1N1pdm09 com três polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) potencialmente funcionais do PIK3CG : rs1129293, rs17847825 e rs2230460. Observamos que os SNPs rs17847825 e rs2230460 (alelos A e T, respectivamente) estavam significativamente associados à proteção contra doença grave, utilizando o modelo recessivo em pacientes infectados com o vírus da influenza A(H1N1)pdm09. Em conjunto, nossos resultados sugerem que a PI3Kγ é crucial no equilíbrio entre as respostas antivirais e inflamatórias à infecção pelo vírus da influenza A.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL
local.publisher.departmentFAR - DEPARTAMENTO DE ANÁLISES CLÍNICAS E TOXICOLÓGICAS
local.publisher.initialsUFMG
local.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA
local.url.externahttps://www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2018.00975/full

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