Papel dos receptores de quimiocina CCR2 e CCR5 na patogênese da infecção pelo vírus Chikungunya
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Vanessa Pinho da Silva
Daiane Boff
Daiane Boff
Resumo
A febre Chikungunya é uma doença viral que tem como agente etiológico o Chikungunya virus (CHIKV) e é transmitida, principalmente, por mosquitos do gênero Aedes, como Aedes aegypti e A. albopictus. A doença causada pelo CHIKV apresenta sinais e sintomas semelhantes aos de outras arboviroses de importância clínica, como a dengue, porém, o principal fator patognomônico que a difere das demais arboviroses é a artralgia debilitante e persistente, que pode durar de meses a anos e está associada à perda de qualidade de vida dos indivíduos acometidos e elevado impacto econômico nos sistemas públicos de saúde. Por fim, não existe tratamento específico ou vacina disponível contra a febre Chikungunya (CHIKF), além de os mecanismos envolvidos na patogênese da artralgia induzida pelo CHIKV serem pouco conhecidos. Recentemente, durante a padronização do modelo experimental de infecção pelo CHIKV feita em nosso laboratório, foi observado que a inoculação do CHIKV em camundongos selvagens (WT) induziu diversos sinais e sintomas associados à infecção vista em humanos, a exemplo da hipernocicepção articular e o aumento expressivo de algumas quimiocinas relacionadas ao recrutamento de macrófagos e linfócitos. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar o papel dos receptores de quimiocina do tipo CC (CCR2 e CCR5) na patogênese da infecção pelo CHIKV in vitro e in vivo. Para isso, foram utilizados camundongos WT da linhagem C57BL/6 e deficientes para os receptores CCR2 (CCR2-/-) e CCR5 (CCR5-/-). O perfil de expressão desses receptores em diferentes tipos celulares, assim como de suas quimiocinas ligantes (CCL2, CCL3, CCL4 e CCL5) e diversos parâmetros clínicos e inflamatórios normalmente associados à doença em humanos foram avaliados. Utilizando análises de citometria de fluxo foi observado o aumento da expressão dos receptores CCR2 e CCR5 após infecção pelo CHIKV predominantemente em macrófagos (células F4/80+) e linfócitos (CD3+). Nos camundongos WT foram observados linfopenia, aumento das quimiocinas CCL2, CCL3, CCL4 e CCCL5 na pata e recuperação de carga viral na pata, baço e linfonodo poplíteo, além de dano tecidual e hipernocicepção articular prolongada. Na ausência do receptor CCR2 foi encontrado um maior nível das quimiocinas citadas, assim como um aumento de infiltrado de neutrófilos no coxim plantar e dano tecidual prolongado. Nos camundongos CCR5-/- também foi observado um maior nível de quimiocinas e aumento de infiltrado de neutrófilos no coxim plantar, além de maior recuperação viral em tempos iniciais pós-infecção. Em contrapartida, a hipernocicepção observada nos grupos de animais CCR2-/- ou CCR5-/- foi apenas nos tempos iniciais, enquanto em animais selvagens continua por até 21 dias. Por fim, estudos in vitro demonstraram que o vírus foi capaz de infectar macrófagos de camundongos WT e deficientes para os receptores CCR2 e CCR5, sem toxicidade às células, demonstrado pelos ensaios de MTT e LDH. As células de camundongos deficientes para CCR2 ou CCR5 apresentaram menor carga viral recuperada, diferente do que foi observado em experimentos in vivo. Neste contexto, este trabalho reforça a importância dos macrófagos e linfócitos no controle da doença causada pelo CHIKV, uma vez que são as principais células afetadas pela ausência dos receptores CCR2 e CCR5, além de demonstrar que os receptores estudados parecem ser importantes na montagem da resposta imune apropriada, para combater o vírus e resolver a inflamação. Estes receptores interferem, ainda, direta ou indiretamente em mecanismos associados a hipernocicepção induzida pela infecção pelo CHIKV.
Abstract
Chikungunya fever (CHIKF) is a viral disease that has the etiological agent
known as Chikungunya virus (CHIKV) and it is transmitted mainly by the
mosquitoes of the Aedes genus. The disease caused by the CHIKV shows
signs and symptoms similar to other arboviral diseases that have clinical
significance, such as the dengue fever. However, the main pathognomonic
factor that differs CHIKF from other arboviral diseases is the debilitating and
persistent arthralgia that can last for months or even years and the mechanisms
involved in the pathogenesis of CHIKV-induced arthralgia are poorly
understood. Recently, during standardization of the experimental model of
CHIKV infection done in our laboratory, we observed that the inoculation of
CHIKV on wild type mice (WT) induced several signs and symptoms associated
with the infection that is normally seen in humans, such as the articular
hypernociception and expressive increase of some chemokines related to the
recruitment of macrophages and lymphocytes. Thereby, the aim of this work
was to study the role of the chemokine type CC receptors (CCR2 and CCR5) in
the pathogenesis of CHIKV in vitro and in vivo infection. To do so, WT mice of
the C57BL/6 lineage were used along with and knockouts for CCR2 (CCR2-/-
)
and CCR5 (CCR5-/-
) receptors. The expression profile of these receptors in
different cell types, as well as their binding chemokines (CCL2, CCL3, CCL4
and CCL5), in addition to several clinical and inflammatory parameters normally
associated with the disease in humans, were evaluated. Flow cytometry
analyses showed increased expression of CCR2 and CCR5 receptors after the
CHIKV infection predominantly in macrophages (F4/80+
cells) and lymphocytes
(CD3+
). On the WT mice, several signs of the disease along with inflammation
were observed, such as: lymphopenia, increased CCL2, CCL3, CCL4 and
CCCL5 chemokines and recovery of the viral load in several tissues, in addition
to tissue damage and prolonged articular hypernociception. However, in the
absence of the CCR2 and CCR5 receptors, the inflammation was more
exacerbated, since in these groups a higher level of chemokines was found, as
well as an increased neutrophil infiltrate and prolonged tissue damage in CCR2-
/- mice. In the CCR5-/- mice, in addition to the mentioned findings, a higher viral
recovery was also observed in initial post-infection time. However, the
hypernociception observed in the groups of knockout animals happened only in
the initial time with respect to the CCR2-/-
, or nonexistent, in the CCR5-/- mice. In
vitro studies also demonstrated that the virus was able to infect macrophages
derived from WT mice and knockouts to the CCR2 and CCR5 receptors, but
without toxicity to the cells. Interestingly, cells derived from CCR2-/-
or CCR5-/-
mice showed lower recovered viral load. As a final point, this work reinforces
the importance of macrophages and lymphocytes in the control of the disease
caused by CHIKV, since they are the main cells affected by the absence of the
CCR2 and CCR5 receptors, besides demonstrating that the receptors studied
seem to be important in the assembly of the appropriate immune response for
fighting the virus and resolving the inflammation process. These receptors also
interfere directly or indirectly in mechanisms associated with the
hypernociception induced by the CHIKV infection.
Assunto
Microbiologia, Vírus Chikungunya, Quimiocinas, Inflamação
Palavras-chave
Chikungunya virus, quimiocinas, inflamação