ABSTRACT
Abstract Little is known regarding whether photodynamic therapy (PDT)-induced cell death can substantially compromise macrophages (MΦ), which are important cells in PDT-induced immune responses. Here, parameters of PDT-mediated MΦ cytotoxicity and cytokine production in response to protoporphyrin IX (PpIX) were evaluated. Peritoneal MΦ from BALB/c mice were stimulated in vitro with PDT, light, PpIX, or lipopolysaccharide (LPS). After that, cell viability, lipid peroxidation, Nitric Oxide (NO), DNA damage, TNF-α, IL-6 and IL-10 were evaluated. Short PDT exposure reduced cell viability by 10-30%. There was a two-fold increase in NO and DNA degradation, despite the non-increase in lipoperoxidation. PDT increased TNF-α and IL-10, particularly in the presence of LPS, and decreased the production of IL-6 to 10-fold. PDT causes cellular stress, induces NO radicals and leads to DNA degradation, generating a cytotoxic microenvironment. Furthermore, PDT modulates pro- and anti-inflammatory cytokines in MΦ.
Resumo Pouco se sabe se a morte celular induzida pela terapia fotodinâmica (PDT) compromete os macrófagos (MΦ), envolvidos nas respostas imunes induzidas pela PDT. Neste estudo, foram avaliados parâmetros de citotoxicidade dos MΦ mediada pela PDT e a produção de citocinas, frente à protoporfirina IX (PpIX). MΦ peritoneais de camundongos BALB/c foram estimulados in vitro com PDT, luz, PpIX ou lipopolissacarídeo (LPS). Após isto, a viabilidade celular (VC), a lipoperoxidação, os níveis de óxido nítrico (NO), de DNA degradado, de TNF-α, IL-6 e IL-10 foram avaliados. A exposição curta à PDT reduziu a VC em 10-30%. Os níveis de NO e de DNA degradado duplicaram, sem aumento da lipoperoxidação. Houve aumento de TNF-α e IL-10, sendo maior na presença de LPS. Já a produção de IL-6 reduziu em dez vezes. A PDT induz estresse celular, gera radicais NO e causa dano ao DNA, tornando o microambiente citotóxico. Ainda, modula citocinas pró e anti-inflamatórias em MΦ.
Subject(s)
Animals , Rabbits , Photochemotherapy , Interleukin-10 , Protoporphyrins , Cytokines , Interleukin-6 , Tumor Necrosis Factor-alpha , Macrophages , Mice, Inbred BALB CABSTRACT
Abstract Little is known regarding whether photodynamic therapy (PDT)-induced cell death can substantially compromise macrophages (M), which are important cells in PDT-induced immune responses. Here, parameters of PDT-mediated M cytotoxicity and cytokine production in response to protoporphyrin IX (PpIX) were evaluated. Peritoneal M from BALB/c mice were stimulated in vitro with PDT, light, PpIX, or lipopolysaccharide (LPS). After that, cell viability, lipid peroxidation, Nitric Oxide (NO), DNA damage, TNF-, IL-6 and IL-10 were evaluated. Short PDT exposure reduced cell viability by 1030%. There was a two-fold increase in NO and DNA degradation, despite the non-increase in lipoperoxidation. PDT increased TNF- and IL-10, particularly in the presence of LPS, and decreased the production of IL-6 to 10-fold. PDT causes cellular stress, induces NO radicals and leads to DNA degradation, generating a cytotoxic microenvironment. Furthermore, PDT modulates pro- and anti-inflammatory cytokines in M.
Resumo Pouco se sabe se a morte celular induzida pela terapia fotodinâmica (PDT) compromete os macrófagos (M), envolvidos nas respostas imunes induzidas pela PDT. Neste estudo, foram avaliados parâmetros de citotoxicidade dos M mediada pela PDT e a produção de citocinas, frente à protoporfirina IX (PpIX). M peritoneais de camundongos BALB/c foram estimulados in vitro com PDT, luz, PpIX ou lipopolissacarídeo (LPS). Após isto, a viabilidade celular (VC), a lipoperoxidação, os níveis de óxido nítrico (NO), de DNA degradado, de TNF-, IL-6 e IL-10 foram avaliados. A exposição curta à PDT reduziu a VC em 10-30%. Os níveis de NO e de DNA degradado duplicaram, sem aumento da lipoperoxidação. Houve aumento de TNF- e IL-10, sendo maior na presença de LPS. Já a produção de IL-6 reduziu em dez vezes. A PDT induz estresse celular, gera radicais NO e causa dano ao DNA, tornando o microambiente citotóxico. Ainda, modula citocinas pró e anti-inflamatórias em M.
ABSTRACT
ABSTRACT The permanent investigation of new antimycobacterial drugs is necessary for the eradication programs of tuberculosis and other mycobacterium-related diseases. The aim of the present study is to search for new sources of antimycobacterial drugs using plant materials. In this study, 11 plant materials (extracts, essential oils and some fractions) obtained from 4 species of medicinal plants traditionally used as general therapeutics for different illnesses and specifically as treatment of tuberculosis, were evaluated using the microplate resazurin assay against 2 species of the Mycobacterium tuberculosis Complex and 3 nontuberculous mycobacteria. The results showed the hexane extract and the essential oil from fruits of Pterodonemarginatus (Vogel) as potential sources of antimycobacterial drugs against 4 species of tested mycobacteria. The hexane fraction of methanol extract from leaves of Centella asiatica also presented significant mycobacterial growth inhibition, but against M. chelonae only. In conclusion, it was possible to contribute to the antimycobacterial investigations by presenting three new samples of plants with significant antimicrobial activity against four Mycobacteriumspp and suggest future studies about the antimycobacterial properties of fruits from P. emarginatus.
RESUMO A investigação permanente de novas drogas antimicobacterianas é necessária no programa de erradicação da tuberculose e de outras doenças relacionadas com micobactérias. O objetivo deste estudo foi buscar novas fontes de drogas antimicobacterianas usando material vegetal. Neste estudo, 11 materiais de base vegetal (extratos, óleos essenciais e algumas frações) foram avaliados contra 5 espécies de micobactérias. Estes materiais foram obtidos a partir de 4 espécies de plantas medicinais tradicionalmente utilizadas como terapêutica geral para diferentes doenças e, especificamente, no tratamento de tuberculose (Baccharis dracunculifolia, Centella asiatica, Lantana camara, Pterodon emarginatus). Os ensaios foram realizados em microplacas com resazurina contra duas espécies do Complexo Mycobacteriumtuberculosis e 3 espécies de micobactérias não tuberculosas. Os resultados mostraram o extrato hexânico e o óleo essencial de frutos de P.emarginatus como potenciais fontes para drogas antimicobacterianas contra quatro espécies de micobactérias testadas. A fração hexânica do extrato metanólico das folhas de C. asiatica também apresentou significativa inibição do crescimento de micobactérias apenas contra M.chelonae. Em conclusão, foi possível contribuir para as investigações de antimicobacterianos por apresentar três novas amostras de plantas com atividade antimicrobiana significativa contra quatro Mycobacterium spp e sugerir a realização de estudos futuros sobre as propriedades antimicobacterianas de frutos de P. emarginatus.