Caracterização de um modelo animal para o estudo do papel da ferroportina em leucócitos mieloides durante a infecção por Mycobacterium tuberculosis

Autor(es)

Marina Bonifácio Denadai

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2023-07-18

Membros da banca

Diego Luís Costa; Ana Paula Junqueira Kipnis; Luciane Alarcão Dias Melicio

• Orientador: Diego Luís Costa

Resumo

A ausência de uma vacina eficaz e de uma terapia que elimine rapidamente o agente patogênico do organismo hospedeiro, contribuem para que a tuberculose (TB) seja a doença infecciosa que mais mata no mundo. Novas linhas de tratamento propostas na literatura sugerem utilizar processos biológicos do hospedeiro que favoreçam a replicação das bactérias como alvos de estratégias terapêuticas para se atingir a cura da doença de maneira mais rápida e eficaz. Especificamente, o metabolismo de ferro em células infectadas tem se mostrado um alvo promissor para o desenvolvimento de terapias direcionadas ao hospedeiro. A regulação dos níveis de ferro intracelular em macrófagos, principal célula infectada pelo bacilo Mycobacterium tuberculosis (Mtb), ocorre principalmente pela ação conjunta da enzima de heme oxigenase-1 (HO-1) e do transportador ferroportina (FPN). Enquanto a metabolização de heme por HO-1 resulta em liberação de ferro no citoplasma, a FPN age como transportador de íons de ferro para o espaço extracelular. Sendo assim a diminuição de sua expressão na membrana de células infectadas pode ter contribuição direta no aumento da concentração intracelular de ferro das mesmas, o que pode impactar o controle da replicação bacteriana. Com isso, nosso objetivo foi investigar o papel de FPN durante a infecção por Mtb e desenvolver um modelo animal geneticamente deficiente em FPN em macrófagos para este estudo. Nossos resultados mostram que a infecção por Mtb em macrófagos derivados de medula óssea (bone marrow-derived macrophages - BMDM), suplementados com ferro induziu aumento significativo da expressão de FPN em comparação ao grupo não tratado. Observamos que a infecção com Mtb in vivo induz alteração na expressão relativa de marcadores importantes para a regulação de ferro nos pulmões de camundongos C57BL/6, como HO-1, SPIC, ferritina (FTH) e hepcidina (HAMP). De forma ainda mais importante, identificamos que em pulmões de animais infectados com Mtb houve aumento significativo na expressão de FPN em macrófagos alveolares (MA) e, principalmente, em macrófagos parenquimais derivados de monócitos (MP) infectados em comparação às mesmas populações de células não infectadas, na quarta semana pós-infecção (4 spi). Desta forma, desenvolvemos um modelo animal deficiente geneticamente para FPN em MA e MP (FPNfl/fl LyzMCre+), de forma a investigar o papel deste transportador na contenção da replicação bacteriana. Observamos que BMDM deficientes em FPN se mostraram mais suscetíveis à infecção por Mtb in vitro quando comparados a células do tipo selvagem (wild-type-WT), apresentando maior carga bacteriana e morte celular, especialmente na presença de suplementação com ferro. Porém, este cenário não foi reproduzido in vivo, de forma que os camundongos FPNfl/fl LyzMCre+ infectados com uma alta dose de Mtb apresentaram carga bacteriana pulmonar similar àquela observada em animais WT; juntamente com menor morte celular de leucócitos pulmonares. Concomitante com estes resultados, observamos um aumento significativo na produção de iNOS em MP totais e infectados. Em conjunto, nossos resultados indicam que a ausência de FPN resulta em maior suscetibilidade à replicação bacteriana em macrófagos in vitro, embora, in vivo, nos pulmões, a ausência de FPN não tenha interferido com a resistência à replicação bacteriana. Entretanto, ainda se faz necessária uma investigação mais abrangente utilizando-se este modelo, de forma a identificar se a deficiência em FPN pode impactar na disseminação de Mtb para órgãos nos quais macrófagos desempenham papel importante no metabolismo de ferro, como baço e fígado. Por fim, uma melhor compreensão do papel deste receptor durante a TB experimental pode identificar possíveis novos alvos para o desenvolvimento de terapias direcionadas ao hospedeiro para o tratamento da TB. (AU)

• Processo FAPESP: 21/04028-3 - Estudo sobre a imunomodulação da expressão de ferroportina e homeostasia de ferro em leucócitos mieloides e suas consequências para patogênese da infecção por Mycobacterium tuberculosis
• Beneficiário: Marina Bonifácio Denadai
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado