Regulação da expressão de genes por ExoU durante a infecção por Pseudomonas aeruginosa: papel de PAFR, NF-κB e Nrf2

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Lima, Carolina Diettrich Mallet de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro Biomédico::Faculdade de Ciências Médicas; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
• Palavras-chave em Português: Pseudomonas aeruginosa; ExoU; Type III Secretion System; Inflammation; NF-κ; Interleukin8; PAFR; Nrf2; SOD1; Sistema de secreção do tipo III; Inflamação; Interleucina 8; Células epiteliais; Células endoteliais; Infecções por pseudômonas; Sistemas de secreção bacterianos; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/14366

ExoU, uma citotoxina injetada diretamente no citosol hospedeiro pelo sistema de secreção de tipo III de <i>Pseudomonas aeruginosa</i>, exibe uma potente atividade pró-inflamatória responsável por um acentuado recrutamento de neutrófilos para os tecidos infectados. Para avaliar os mecanismos que levam à infiltração de neutrófilos, investigamos o efeito de ExoU na ativação de NF-κB e na secreção de IL-8. Os resultados mostraram que ExoU é capaz de ativar NF-κB, aumentando a expressão de IL-8 em células epiteliais e endoteliais infectadas. Estes resultados foram corroborados em um modelo murino de pneumonia aguda, que revelou uma redução significativa da secreção de IL-8 murino (KC) e da infiltração de neutrófilos no lavado broncoalveolar dos camundongos tratados com o inibidor de NF-κB, Bay 11-7082, antes da infecção com a cepa produtora de ExoU. Em estudos posteriores, observamos que a ativação de NF-κB por ExoU ocorre não apenas nas células injetadas com este fator de virulência, mas também em células vizinhas não infectadas, sugerindo um amplo alcance deste fenômeno. A pesquisa dos mecanismos moleculares de ativação de NF-κB por ExoU permitiu a identificação do fator chave deste evento: o receptor de PAF, PAFR. Em células epiteliais respiratórias, PAFR se liga ao PAF produzido pela atividade tipo fosfolipase A2 de ExoU, ativando a via canônica de NF-κB, como caracterizado pela fosforilação de IκBα por IKK e participação de Akt, pela degradação de IκBα e pela translocação nuclear de p65. Em camundongos PAFR-/- ou tratados com o antagonista de PAF, WEB 2086, também foi observada uma menor translocação nuclear de p65 durante a pneumonia pela cepa de <i>P. aeruginosa</i> produtora de ExoU. Como NF-κB pode regular a transcrição de PAFR, investigamos a modulação da expressão deste receptor por ExoU, PAFR e NF-κB, na tentativa de identificar um possível mecanismo de amplificação da resposta a ExoU. De fato, observamos que ExoU é capaz de promover a ocupação dos três sítios κB no promotor de PAFR por p65, induzindo a expressão deste receptor. Confirmando os resultados obtidos <i>in vitro</i>, ensaios <i>in vivo</i> mostraram que o tratamento com Bay 11-7082 ou WEB 2086 reduziu a expressão de PAFR no pulmão dos camundongos infectados pela cepa ExoU+. Além de regular a expressão de genes relacionados à inflamação, NF-κB pode particpar da regulação de diversos outros processos celulares. Como ExoU ativa o estresse oxidativo, avaliamos o efeito deste fator de virulência na modulação da expressão de superóxido dismutase 1 (SOD1). Os resultados obtidos em modelos <i>in vitro</i> e <i>in vivo</i> mostraram que a atividade PLA2 de ExoU ativa a expressão de SOD1 por um mecanismo dependente de NF-κB. Além disso, ExoU é capaz de ativar o fator transcricional Nrf2, que também é necessário à indução da expressão de SOD1. Em conjunto, nossos dados mostram que a atividade PLA2 de ExoU é capaz de ativar os fatores transcricionais NF-κB e Nrf2, estimulando a expressão de genes relacionados à inflamação e à resposta ao estresse oxidativo. Além disso, a ativação de NF-κB, por ExoU, é decorrente da interação entre o PAF produzido pelas células infectadas e PAFR, que pode ser expresso em células infectadas e não infectadas. Como a ativação de NF-κB por ExoU também estimula a expressão de PAFR, estes eventos representam um mecanismo de amplificação de resposta que afeta células vizinhas não infectadas.