Papel do IFN- e da iNOS na patogênese do dengue experimental
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
A dengue a mais importante arbovirose que acomete o homem na atualidade e constitui um sério problema de saúde pública no mundo, especialmente nos países tropicais e subtropicais, onde as condições do meio ambiente favorecem o desenvolvimento e a proliferação do Aedes aegypti, o principal mosquito vetor. A ausência de tratamento específico ou mesmo de uma vacina disponível, somado ao escasso conhecimento acerca dos mecanismos envolvidos na patogênese da doença, contribuem a cada dia para o aumento do número de casos. Uma variedade de modelos experimentais tem sido proposta na literatura, contudo, grande parte não é ideal para investigar os mecanismos envolvidos na patogênese da doença. Neste trabalho,inicialmente, objetivamos desenvolver um modelo de infecção para o sorotipo-3 do vírus da dengue (DENV-3). Para isso, realizamos a adaptação de um isolado clínico ao hospedeiro murino. Os animais adultos selvagens (WT), infectados sistemicamente com o DENV-3 adaptado, desenvolveram os sinais clássicos característicos da doençahumana: trombocitopenia, hemoconcentração, aumento da permeabilidade vascular, hipernocicepção articular inflamatória, aumento dos níveis das transaminases hepáticas no soro, produção sistêmiica de mediadores inflamatórios, dano tecidual acentuadoassociado com elevada carga viral nos órgãos-alvo e morte. É importante ressaltar que o aparecimento desses sinais ocorreram de maneira inóculo e linhagem dependente. Embora o conhecimento sobre a patogênese da doença seja incipiente, atribui-se um papel importante às citocinas na resposta do hospedeiro infecção. Dentre estaspodemos destacar o IFN-, uma citocina com importante função na imunidade contra agentes infecciosos. No presente trabalho, avaliamos o papel desempenhado pelo IFN- e pela enzima iNOS, na resposta do hospedeiro infecção pelo DENV-3. Al disso, também avaliamos o papel das citocinas IL-12 e IL-18 durante infecção, visto que conjuntamente essas citocinas atuam estimulando a produção do IFN-. Vimos que os camundongos selvagens (WT) liberam uma grande quantidade de IFN- após a infecção com o DENV-3. Além disso, os animais deficientes na expressão dessa citocina (IFN-- /-) presentaram taxas elevadas de letalidade ap a infeco com o DENV-3. Estamaior susceptibilidade infecção e consequentemente, baixa sobrevida, foi associada maior lesão tecidual nos órgão-alvo para a infecção e com o prejuízo no controle da replicação viral por parte do hospedeiro. Interessantemente, a produção de IFN- parece ser modulada pelas citocinas IL-12 e IL-18. Para avaliar o mecanismo de proteção deIFN-, avaliamos também o papel da enzima iNOS no nosso modelo. Os animais WT infectados com o DENV-3 apresentaram aumento da express da isoforma induzida da enzima ácido nítrico sintase (iNOS). Além disso, após a infecção pelo DENV-3 e concomitante estimulação com IFN- in vitro, células dendríticas (DCs) produziram elevados níveis de NO no sobrenadante. Somado a esses achados, animais deficientesna expressão da iNOS (iNOS-/-) também apresentaram susceptibilidade aumentada infecção pelo DENV-3. Estes animais de maneira semelhante aos animais IFN--/-, apresentaram letalidade acentuada frente infecção, bem como aumentado dano tecidual em fígado e pulmões. Por fim, mesmo sendo capazes de produzir IFN- , osanimais iNOS-/- se mostraram inaptos em controlar a replicação do vírus da dengue, como verificado pelo alto título viral nos ógãos-alvo da infecção. Desta forma, concluímoos que a produção de ácido nítrico (NO) via iNOS induzida pelo IFN- uma via importante na resposta do hospedeiro à infecção pelo DENV-3. Na ausência dessas moléculas, hmarcante incapacidade de controle da replicação viral por parte dohospedeiro, levando a uma manifestação mais grave da infecção e conseqnte morte dos animais. Além disso, as citocinas IL-12 e IL-18 parecem ser importantes na indução da produção do IFN- neste modelo. Estratégias que elevem a produção dessas moléculas podem resultar em benefícios por parte do hospedeiro no controle da infecçãoprimária pelo DENV-3.
Abstract
Dengue is currently the most important mosquito-borne disease that affects humans and constitutes a serious world health problem. The lack of specific treatment and vaccine, and the incipient knowledge about pathogenesis contribute to the growing numbers of cases. A major limitation in the field of DENV research is the lack of animal models that mimic the human disease. Here, first, we aimed to create a newmodel of infection with DENV-3. The adaptation process allowed DENV-3 to multiply and cause disease in adult mice when given by intraperitoneal rout. The major findings after the inoculation of DENV-3 included increased vascular permeability, thrombocytopenia, increased systemic levels of cytokines (IL-6, TNF-, IFN- and CXCL-1), elevated levels of hepatic transaminases, greater tissue damage and inoculum-dependent lethality. In this work, we highlighted the cytokine IFN-, which has important functions in immunity to infectious agents. We evaluated the role played by IFN- and by one of its effectors molecules, nitric oxide, during the response to DENV-3 infection. For this, we used mice deficient in IFN- production (IFN--/-) and iNOS (iNOS-/-). After infection with DENV-3, wild type mice were able produce IFN- . Furthermore, IFN--/- presented higher lethality rates after DENV-3 infection if compared with their control counterparts. These animals presented increased tissuedamage and higher viral load in target organs. The roles of IL-12 and IL-18 cytokines were evaluated after infection with DENV-3 because this cytokines act in synergism to induce IFN- production. Indeed, IL-12p40 and IL-18-defficient mice presented higher lethality after DENV-3 infect, due to reduced hability to produce IFN-g and consequent increased viral loads. Finally, despite the high levels of IFN- produced duringinfection, iNOS-/- mice seemed to be unable to control DENV-3 replication, had higher tissue damage and died. Then, we conclude that IFN--induced NO production is an important pathway during response to dengue virus infection. In addition, IL-12 and IL- 18 appear to control IFN- production during DENV-3 infection. In the absence of these molecules, there is reduced ability of the host to control viral replication, resulting inincreased tissue damage and death of the infected animals. . Strategies capable to enhance production of these molecules may result in benefits during the control of primary infection by DENV-3.
Assunto
Microbiologia, Oxído nítrico, Interleucina- 12, Interferon gama, Interleucina- 18, Inflamação, Vírus da dengue
Palavras-chave
Dengue Vírus, IL-18, IFN-y, iNOS, Óxido Nítrico, IL-12, Síndrome da Resposta Inflamatória Sistêmica, Inflamação