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

dc.creatorValéria Nayara Gomes Mendes de Oliveira
dc.date.accessioned2025-04-22T17:53:28Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:33:08Z
dc.date.available2025-04-22T17:53:28Z
dc.date.issued2025-03-07
dc.description.abstractA 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.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/81753
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Restrito
dc.subjectGenética
dc.subjectWeissella
dc.subjectCovid-19
dc.subjectBetacoronavirus
dc.subjectResposta imune
dc.subject.otherProbiótico
dc.subject.otherWpK4
dc.subject.otherCOVID-19
dc.subject.otherSARS-CoV-2
dc.subject.otherResposta imune
dc.titleAvaliação 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
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Álvaro Cantini Nunes
local.contributor.advisor1Adriana Abalen Martins Dias
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4752281604473344
local.contributor.referee1Iara Apolinário Borges
local.contributor.referee1Karine Lima Lourenço
local.contributor.referee1Pedro Augusto Alves
local.contributor.referee1Anderson Miyoshi
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0218313120564770
local.description.embargo2027-03-07
local.description.resumoNo 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.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética

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