Uso de nanopartículas de carbono em modelos in vitro e in vivo para controle da resposta inflamatória endometrial bovina
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
Título alternativo
Use of carbon nanoparticles at in vitro and in vivo models for control of bovine endometrium inflammatory response
Primeiro orientador
Membros da banca
Álan Maia Borges
Guilherme Pugliesi
Tatiane Alves da Paixão
Antônio de Pinho Marques Júnior
Mariana Machado Neves
Guilherme Pugliesi
Tatiane Alves da Paixão
Antônio de Pinho Marques Júnior
Mariana Machado Neves
Resumo
Nanobiotecnologias baseadas em nanopartículas de carbono para controle de doenças, seja via
silenciamento da expressão gênica ou ação anti-inflamatória, surgem como possibilidade para
o controle da resposta inflamatória endometrial em fêmeas bovinas no pós-parto. Tendo em
vista a possível aplicação de nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNT) em fêmeas
bovinas e o desenvolvimento de método de detecção para avaliação da segurança de MWCNT
in vivo, a primeira parte do estudo objetivou avaliar a capacidade da técnica de FT-Raman em
detectar, qualitativamente e quantitativamente, MWCNT diluídos em leite de vaca in natura. A
técnica de FT-Raman descriminou qualitativamente a presença de MWCNT em leite acima de
1µg/mL. Entretanto, o modelo de análise de regressão linear não determinou,
quantitativamente, diferentes concentrações de MWCNT em leite in natura. Na segunda parte
do trabalho, células endometriais bovinas foram submetidas a silenciamento gênico da
molécula MyD88, utilizando MWCNT como agente de transcrição, ou cultivadas em meio
contendo fulerol ou dexametasona, com o objetivo de controlar a transcrição endometrial de
IL-1β, IL-6 e CXCL8 induzida in vitro por lipopolissacarídeo (LPS). MWCNT não induziram
resposta inflamatória endometrial, porém o complexo silenciador MWCNT-MyD88 siRNA não
silenciou a expressão de MyD88 (P>0,05) ou reduziu o número de transcritos para IL-1β
(P>0,05), IL-6 (P>0,05) e CXCL8 (P>0,05) pós-estimulação com LPS. Fulerol reduziu o
número de transcritos para IL-1β (P<0,01) e dexametasona o número de transcritos para IL-1β
(P<0,05) e IL-6 (P<0,05) após estimulação de células endometriais com LPS. O último estudo
teve como objetivo verificar, por meio de avaliação histopatológica, a ação anti-inflamatória do
fulerol sobre modelo murino in vivo de endometrite induzida por LPS. Entretanto, o modelo
proposto não foi efetivo em gerar uma resposta inflamatória endometrial, impossibilitando
assim a avaliação da ação anti-inflamatória do fulerol sobre o endométrio murino inflamado.
Em conclusão, o uso de MWCNT padronizados como agente de transfecção para siRNA em
células endometriais bovinas requer estudos mais aprofundados visando atingir o potencial da
técnica no controle da expressão de citocinas pró-inflamatórias. Entretanto, fulerol e
dexametasona podem reduzir a expressão de citocinas pró-inflamatórias in vitro, com potencial
para controlar, in vivo, a resposta inflamatória endometrial bovina.
Abstract
Nanobiotechnologies based on carbon nanoparticles for disease control, either by gene
silencing or anti-inflammatory action, rise as a possibility for the control of endometrial
inflammatory response in post-partum cows. The possibility to apply multi-walled carbon
nanotubes (MWCNT) in cow and the development of a methodology to detect carbon nanotubes
safety in vivo, the first study aimed to evaluate the qualitative and quantitative potential of the
FT-Raman technique to detect MWCNT diluted in bovine whole fresh milk. The FT-Raman
qualitatively identified MWCNT in milk over 1µg/mL. However, the linear regression analysis
model did not quantitatively predict, with precision, different MWCNT dilutions in fresh milk.
In the second study, bovine endometrial cells were cultured with MyD88 silencing complex,
composed by MWCNT as vector for siRNA targeting MyD88, fullerol, or dexamethasone
aiming to control the endometrial transcription of IL-1β, IL-6 and CXCL8 induced by
lipopolysaccharide (LPS) stimulation in vitro. MWCNT did not induce endometrial
inflammatory response. However, the silencing complexes MWCNT-MyD88 siRNA did not
silence the MyD88 expression (P>0.05) or reduced the transcript levels for IL-1β (P>0.05), IL 6 (P>0.05) and CXCL8 (P>0.05) post LPS stimulation. Fullerol reduced the transcript level for
IL-1β (P<0.01) and dexamethasone decreased transcription of IL-1β (P<0.05) and IL-6
(P<0.05) post endometrial cells stimulation with LPS. The third study aimed to evaluate, by
histopathological analysis, the anti-inflammatory effect of fullerol over an in vivo murine model
of endometritis induced by LPS. However, the proposed model was not effective to induce an
endometrial inflammatory response, avoiding the evaluation of the fullerol anti-inflammatory
effect over murine inflamed endometrium. In conclusion, the use standardized MWCNT as
transfection agent for siRNA in bovine endometrial cells require more studies aiming to achieve
the technique potential for control the expression of pro-inflammatory cytokines. However,
fullerol and dexamethasone can reduce the expression of pro-inflammatory cytokines in vitro,
with potential to control, in vivo, the endometrial inflammatory response in cattle.
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Palavras-chave
Nanotecnologia, Bovino, Camundongo
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