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Investigação do impacto do inflamassoma de NLRP3 na resposta imune contra Leishmania infantum em modelo murino de leishmaniose visceral

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Main Author: Oliveira, Isadora Mafra de
Publication Date: 2024
Format: Doctoral thesis
Language: por
Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
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Summary: A leishmaniose visceral (LV) é causada principalmente pela L. infantum e L. donovani, espécies do gênero Leishmania. De acordo com a Drugs for Neglected Diseases initiative (DNDi) a LV foi responsável por 5.710 mortes em 2019. Uma melhor compreensão da doença e dos mecanismos de resistência do hospedeiro é fundamental para o desenvolvimento de medicamentos imunomoduladores e vacinas para esta doença. O inflamassoma é um complexo proteico que responde a estímulos de DAMPS (do inglês, damage- associated molecular patterns) e PAMPs (do inglês, pathogen associated molecular patterns) levando a ativação e liberação das citocinas pro-inflamatórias IL-1β e IL-18 e a morte celular inflamatória, chamada piroptose. Um dos receptores mais estudados envolvidos no inflamassoma é o NLRP3. Já foi descrito o papel do inflamassoma de NLRP3 na resposta a infecção por espécies que causam Leishmaniose tegumentar, como por exemplo a L. amazonensis, mas pouco se sabe sobre o seu papel na LV. Utilizando um modelo de infecção intraperitoneal por L. infantum NCL, demonstramos que o inflamassoma NLRP3 é ativado no fígado de camundongos infectados e contribui para a resistência do hospedeiro. Através de ensaios de diluição limitante, mostramos que camundongos Nlrp3-/- e Casp-1-/- apresentam cargas parasitárias mais altas no fígado dos animais infectados quando comparados com camundongos controle. Mostramos por analises de histologia e por microscopia intravital que que camundongos Nlrp3-/- possuem uma deficiência na organização de focos de células imunes no fígado em resposta a infecção por L. infantum, apresentando focos inflamatórios menores e frouxos quando comparados aos animais controle. Uma vez ativado, o inflamassoma composto por NLRP3 promove a clivagem e ativação das citocinas pro-inflamatórias IL-1β e IL-18. Nossos dados sugerem que IL-18, mas não IL-1β e IL-1R, é responsável, pelo menos em parte, pela organização dos focos inflamatórios eficiente nos animais que expressam NLRP3, uma vez que animais Il18-/- infectados apresentaram focos inflamatórios pequenos e frouxos semelhantes aos observados nos animais Nlrp3-/-. Através de microscopia intravital e utilizando animais deficientes para diferentes células do sistema imune, demostramos que as células B, macrófagos, monócitos e neutrófilos são as principais células presentes nos focos inflamatórios induzidos pela L. infantum. Por fim, mostramos que animais Nlrp3-/- apresentam menor número de células B totais e de células B nos focos inflamatórios no fígado dos animais infectados quando comparados aos do animal controle. Resultados similares foram observados para neutrófilos. Adicionalmente, os animais Nlrp3-/- apresentaram células de Kupffer menores quando comparadas as células dos animais C57BL/6, indicando que essas células não são eficientemente ativadas. Em conjunto, este trabalho revela o inflamassoma NLRP3 como um componente crítico para a resistência a infecção por L. infantum.
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O inflamassoma é um complexo proteico que responde a estímulos de DAMPS (do inglês, damage- associated molecular patterns) e PAMPs (do inglês, pathogen associated molecular patterns) levando a ativação e liberação das citocinas pro-inflamatórias IL-1β e IL-18 e a morte celular inflamatória, chamada piroptose. Um dos receptores mais estudados envolvidos no inflamassoma é o NLRP3. Já foi descrito o papel do inflamassoma de NLRP3 na resposta a infecção por espécies que causam Leishmaniose tegumentar, como por exemplo a L. amazonensis, mas pouco se sabe sobre o seu papel na LV. Utilizando um modelo de infecção intraperitoneal por L. infantum NCL, demonstramos que o inflamassoma NLRP3 é ativado no fígado de camundongos infectados e contribui para a resistência do hospedeiro. Através de ensaios de diluição limitante, mostramos que camundongos Nlrp3-/- e Casp-1-/- apresentam cargas parasitárias mais altas no fígado dos animais infectados quando comparados com camundongos controle. Mostramos por analises de histologia e por microscopia intravital que que camundongos Nlrp3-/- possuem uma deficiência na organização de focos de células imunes no fígado em resposta a infecção por L. infantum, apresentando focos inflamatórios menores e frouxos quando comparados aos animais controle. Uma vez ativado, o inflamassoma composto por NLRP3 promove a clivagem e ativação das citocinas pro-inflamatórias IL-1β e IL-18. Nossos dados sugerem que IL-18, mas não IL-1β e IL-1R, é responsável, pelo menos em parte, pela organização dos focos inflamatórios eficiente nos animais que expressam NLRP3, uma vez que animais Il18-/- infectados apresentaram focos inflamatórios pequenos e frouxos semelhantes aos observados nos animais Nlrp3-/-. Através de microscopia intravital e utilizando animais deficientes para diferentes células do sistema imune, demostramos que as células B, macrófagos, monócitos e neutrófilos são as principais células presentes nos focos inflamatórios induzidos pela L. infantum. Por fim, mostramos que animais Nlrp3-/- apresentam menor número de células B totais e de células B nos focos inflamatórios no fígado dos animais infectados quando comparados aos do animal controle. Resultados similares foram observados para neutrófilos. Adicionalmente, os animais Nlrp3-/- apresentaram células de Kupffer menores quando comparadas as células dos animais C57BL/6, indicando que essas células não são eficientemente ativadas. Em conjunto, este trabalho revela o inflamassoma NLRP3 como um componente crítico para a resistência a infecção por L. infantum.Visceral leishmaniasis (VL) is caused by L. infantum and L. donovani, species of the genus Leishmania. VL is responsible for more than 30,000 deaths per year. A better understanding of disease and host resistance mechanisms is critical for the development of immunomodulatory drugs and vaccines for this disease. The inflammasome is a protein complex that responds to DAMPS (damage- associated molecular patterns) and PAMPs (pathogen associated molecular patterns) stimuli, leading to the activation and release of the pro-inflammatory cytokines IL-1β and IL-18 and inflammatory cell death, called pyroptosis. One of the most studied receptors involved in the inflammasome is NLRP3. The role of the NLRP3 inflammasome in the response to infection by species that cause cutaneous Leishmaniasis, such as L. amazonensis, has already been described, but little is known about its role in VL. Using an intraperitoneal L. infantum NCL infection model, we demonstrate that the NLRP3 inflammasome is activated in the liver of infected mice and contributes to host resistance. Using limiting dilution assays, we showed that Nlrp3-/- and Casp-1-/- mice present higher parasite loads in the livers of infected animals when compared to control mice. We showed through histology analysis and intravital microscopy that Nlrp3-/- mice have a deficiency in the organization of immune cell foci in the liver in response to L. infantum infection, presenting smaller and looser inflammatory foci when compared to control animals. Once activated, the inflammasome composed of NLRP3 promotes the cleavage and activation of the pro-inflammatory cytokines IL-1β and IL-18. Our data suggest that IL-18, but not IL-1β and IL-1R, is responsible, at least in part, for the efficient organization of inflammatory foci in animals expressing NLRP3, since infected Il18-/- animals presented inflammatory foci small and loose, similar to those observed in Nlrp3-/- animals. Through intravital microscopy and using animals deficient for different cells of the immune system, we demonstrated that B cells, macrophages, monocytes and neutrophils are the main cells present in inflammatory foci induced by L. infantum. Finally, we showed that Nlrp3-/- animals have a lower number of total B cells and B cells in inflammatory foci in the liver of infected animals when compared to control animals. Similar results were observed for neutrophils. Additionally, Nlrp3-/- animals presented smaller Kupffer cells when compared to cells from C57BL/6 animals, indicating that these cells are not efficiently activated. Taken together, this work reveals the NLRP3 inflammasome as a critical component for resistance to L. infantum infection.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPZamboni, Dario SimõesOliveira, Isadora Mafra de2024-08-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17136/tde-17012025-114155/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-04-25T13:15:01Zoai:teses.usp.br:tde-17012025-114155Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-04-25T13:15:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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