ABSTRACT
Abstract Background Evidence indicates a strong link between Zika virus (ZikV) and neurological complications. Acute myelitis, optic neuritis, polyneuropathy, and encephalomyelitis that mimic inflammatory idiopathic demyelination disorders (HDD) after ZikV infection have been reported in Brazil. Objective The present study aims to investigate the possible occurrence of molecular mimicry between ZikV antigens and Multiple Sclerosis (MS) autoantigens, the most frequent HDD of the central nervous system (CNS). Methods A retrospective cohort study with 305 patients admitted due to suspected arbovirus infection in Rio de Janeiro was performed, all subjects were submitted to neurological examination, and a biological sample was collected for serologic and molecular diagnostic. Bioinformatics tools were used to analyze the peptides shared between ZikV antigens and MS autoantigens. Results Of 305 patients, twenty-six were positive for ZikV and 4 presented IDD patterns found in MS cases. Sequence homology comparisons by bioinformatics approach between NS5 ZikV and PLP MS protein revealed a homology of 5/6 consecutive amino acids (CSSVPV/CSAVPV) with 83% identity, deducing a molecular mimicry. Analysis of the 3D structures revealed a similar conformation with alpha helix presentation. Conclusions Molecular mimicry between NS5 Zika virus antigen and PLP MS autoantigens emerge as a possible mechanism for IDD spectrum in genetically susceptible individuals.
Resumo Antecedentes Evidências indicam uma forte ligação entre o vírus Zika (ZikV) e complicações neurológicas. Mielite aguda, neurite óptica, polineuropatia e encefalomielite que mimetizam distúrbios inflamatórios de desmielinização idiopáticos (DDII) após infecção por ZikV têm sido relatadas no Brasil. Obejtivo O presente estudo tem como objetivo investigar a possível ocorrência de mimetismo molecular entre antígenos do ZikV e autoantígenos da Esclerose Múltipla (EM), a DDII mais frequente do sistema nervoso central (SNC). Métodos Foi realizado um estudo de coorte retrospectivo com 305 pacientes internados por suspeita de infecção por arbovirus no Rio de Janeiro, todos os indivíduos foram submetidos a exame neurológico e coleta de amostra biológica para diagnóstico sorológico e molecular. Ferramentas de bioinformática foram usadas para analisar os peptídeos compartilhados entre antígenos do ZikV e autoantígenos da EM. Resultados Dos 305 pacientes, vinte e seis foram positivos para ZikV e 4 apresentaram padrão IDD encontrado em casos de EM. As comparações de homologia de sequência por abordagem de bioinformática entre a proteína NS5 ZikV e PLP EM revelaram uma homologia de 5/6 aminoácidos consecutivos (CSSVPV/CSAVPV) com 83% de identidade, deduzindo um mimetismo molecular. A análise das estruturas 3D revelou uma conformação semelhante com apresentação em alfa-hélice. Conclusões O mimetismo molecular entre o antígeno NS5 do vírus Zika e o autoantígeno PLP da EM surge como um possível mecanismo para o espectro IDD em indivíduos geneticamente suscetíveis.
ABSTRACT
A Na+, K+ ATPase (NKA) atua na manutenção do potencial de membrana dascélulas e em mecanismos de transdução de sinal. Alterações na atividade da NKAsão importantes em muitos processos biológicos e patológicos. A NKA pode serinibida pelo álcool perílico (POH), um monoterpeno utilizado no tratamento detumores, incluindo cerebrais. Neste trabalho, determinamos que o POH tambématua sobre cascatas de sinalização, moduladas via NKA, que controlam aproliferação e/ou morte celular. Foi avaliado o efeito do POH e do PA seu principalmetabólito, sobre a atividade da NKA em duas linhagens de células de glioblastoma(GBM) humano (U87 e U251), células não tumorais de astrócitos de camundongo eda linhagem (VERO). Nossos resultados, baseados na avaliação da atividade daNKA por incorporação do Rb+ , o qual mimetiza o K+ , mostraram uma sensibilidade àinibição pelo POH semelhante entre os quatro tipos de células (IC50 U87 2 mM;U251 1,8 mM; VERO 2,4 mM e astrócitos de camundongo 1,4 mM), enquanto o PAnão apresentou efeito. Sabe-se que nos GBMs existe uma superexpressão dasubunidade α1 da NKA, situada na estrutura das cavéolas que é provavelmenteresponsável pelo papel sinalizador atribuído a essa enzima, especialmente emrelação aos mecanismos apoptóticos. Comparamos a viabilidade celular,determinando a atividade da enzima lactato desidrogenase presente nosobrenadante das células tratadas por 24 h com POH e PA. O PA não alcançouefeito citotóxico igual ou superior a 30 por cento nas células mesmo na concentraçãoelevada de 4 mM. Já o POH reduziu, de maneira dependente da concentração, aviabilidade das células (IC50 U87 1,1 mM; U251 1,4 mM; VERO 0,9 mM e astrócitosde camundongo 1,4 mM). Na análise por western blot, 1,5 mM de POH ativou aproteína c-Jun N-terminal quinase (JNK), nas células U87, U251 e nos astrócitos decamundongo (incubação de 30 min)...
The Na+, K+ ATPase (NKA) acts in keeping the cell membrane potential and in signaltransduction mechanisms. Modifications in the activity of this enzyme are important inphysiological and pathological processes. The NKA is inhibited by perillyl alcohol(POH), a monotherpene used in the treatment of tumors, including brain tumors. Inthis work, we also show that POH acts in signaling cascades associated to NKA,controlling cell proliferation and/or cellular death. We evaluated the effect of POH andof its main metabolite (perillic acid - PA) on the NKA activity in cultured glioblastomacells (GBM) U87 and U251 and on non-tumor cells (mouse astrocytes and VEROcells). NAK activity was measured by non-radioactive Rb+incorporation by cells (Rb+is a K+substitute). Our results showed a similar sensitivity for the four cells typestested (IC50 U87 2 mM; U251 - 1,8 mM; VERO - 2,4 mM and mouse astrocytes -1,4 mM). Perillic acid did not show any effect in any cell type. In GBMs, it is knownthat NKA α1 subunit is super expressed. This isoform is embedded in caveolarstructures and is probably responsible by the signaling properties of this enzyme inapoptosis mechanisms. Cell viability was measured by lactate dehydrogenase in cellsupernatants of POH treated cells. The maximum PA cytotoxic effect obtained was30 percent even at 4 mm. However, POH reduced dose dependently cell viability, (IC50 U87- 1,1 mM; U251 - 1,4 mM; VERO - 0,9 mM and mouse astrocyte - 1,4 mM).Considering the western blot analysis, 1,5 mM POH activated the c-Jun N-terminalKinase (JNK), on U87, U251 and in mouse astrocytes after 30min incubation...