O efeito do tratamento com rapamicina em órgãos linfoides de camundongos propensos à senescência acelerada / The effect of rapamycin treatment on lymphoid organs of senescence accelerated mice prone

Envelhecer compreende um fenômeno complexo, natural e irreversível, que submete o organismo a inúmeras alterações nos processos biológicos, fisiológicos, ambientais, psicológicos, comportamentais e sociais. Esse processo é caracterizado por um declínio gradual dos mecanismos homeostáticos do organismo, intimamente relacionados com o estado senescente. A senescência, quando diz respeito ao sistema imunológico, é denominada de imunossenescência, que pode ser definida como uma parada estável do ciclo celular associada a mudanças, com uma resposta que limita a proliferação de células envelhecidas ou danificadas. A autofagia está diretamente relacionada com a manutenção do fenótipo senescente, em que a atividade autofágica exerce um papel essencial e ativo na influência da biossíntese de proteínas e organelas. Essa via é regulada naturalmente pela proteína mTOR e quimicamente pelo fármaco rapamicina. Assim, pretendemos investigar: (1) as alterações no perfil corporal e hematimêtrico dos animais ao longo do tratamento com rapamicina; (2) avaliar o perfil de citocinas; (3) observar as modificações histológicas em órgãos linfoides primários e secundário; (4) analisar as populações de células linfoides e mieloides; e (5) avaliar a capacidade proliferativa de linfócitos in vitro. Camundongos SAMP-8 e SAMR-1 foram tratados com rapamicina durante dois meses. A mensuração da massa corporal e análises hematológicas foram realizadas antes e durante o tratamento. Amostras de soro, medula óssea, timo e baço foram analisados em ensaios de ELISA, histologia, população e subpopulações de células. Alterações na massa corporal, parâmetros hematológicos e celularidade de células foram nítidas entre os dois modelos utilizados. Diferenças também foram percebidas na detecção de citocinas IL-1ß. IL-6 e TNF-α, com resultados significantes nas amostras de baço, timo e medula óssea. As citocinas IL-7 e IL-15 apresentaram diferenças de secreção entre os grupos, sendo a primeira maior detectada em camundongos com senescência acelerada tratados com rapamicina. Em nossa análise histológica observamos que os camundongos SAM-P8 apresentaram involução tímica. E nas subpopulações de linfócitos T do baço, células TCD4+ e TCD8+ estavam, respectivamente, em maior e menor quantidade nos camundongos SAM-P8 tratados com rapamicina. Dessa forma, o camundongo da linhagem SAM-P8 é um excelente modelo para se estudar as alterações da senescência, em que o mesmo apresenta características fisiológicas distintas dos camundongos utilizados como controle (SAM-R1). Além disso, verificamos que a dose de rapamicina empregada não desencadeou alterações que pudessem comprometer a resposta imunológica desses camundongos, bem como na possibilidade de atuar na resposta contra os efeitos complexos do envelhecimento

Aging comprises a complex, natural, and irreversible phenomenon, which subjects the organism to countless alterations in biological, physiological, environmental, psychological, behavioral, and social processes. This process is characterized by a gradual decline in the organism's homeostatic mechanisms, closely related to senescence effects. Senescence, when it concerns the immune system, is called immunosenescence, which can be defined as a stable cell cycle arrest associated with changes and is a response that limits the proliferation of aged or damaged cells. Autophagy is a genetically regulated, conserved cellular process and a metabolic pathway essential for maintaining cellular homeostasis, which plays a constitutive and active role in controlling the biosynthesis of proteins and organelles. This pathway is regulated naturally by mTOR or chemically by the drug rapamycin, having a direct relationship with cellular homeostasis and maintenance of the senescent phenotype. Thus, we intend to investigate: (1) the changes in the body and hematimetic profile of the animals throughout the rapamycin treatment; (2) evaluate the cytokine profile; (3) observe histological changes in primary and secondary lymphoid organs; (4) analyze lymphoid and myeloid cell populations; and (5) evaluate the proliferative capacity of lymphocytes in vitro. SAMP-8 and SAMR-1 mice were treated with rapamycin for two months. Body mass measurement and hematological analyses were performed before and during treatment. Serum, bone marrow, thymus and spleen samples were analyzed in ELISA assays, histology, cell population and subpopulations. Changes in body mass, hematological parameters, and cellularity were clear between the two models used. Differences were also noticed in the detection of cytokines IL-1ß. IL-6 and TNF-α, with significant results in the spleen, thymus and bone marrow samples. The cytokines IL-7 and IL-15 showed differences in secretion between groups, the former being higher detected in mice with accelerated senescence treated with rapamycin. In our histological analysis we observed that SAM-P8 mice showed thymic involution. And in the spleen T-lymphocyte subpopulations, TCD4+ and TCD8+ cells were, respectively, in higher and lower quantities in SAM-P8 mice treated with rapamycin. Thus, the SAM-P8 mouse is an excellent model to study the changes of senescence, since it presents physiological characteristics different from the control mice (SAM-R1). Furthermore, we verified that the dose of rapamycin used did not trigger changes that could compromise the immune response of these mice, as well as the possibility of acting in the modulatory response against the complex effects of aging

Regulatory Mechanism of Mangiferin Combined with Bortezomib on Malignant Biological Behavior of Burkitt Lymphoma and Its Effect on Expression of CXC Chemokine Receptors / 中国实验血液学杂志

OBJECTIVE@#To analyze the effects of mangiferin combined with bortezomib on the proliferation, invasion, apoptosis and autophagy of human Burkitt lymphoma Raji cells, as well as the expression of CXC chemokine receptors (CXCRs) family, and explore the molecular mechanism between them to provide scientific basis for basic research and clinical work of Burkitt lymphoma.@*METHODS@#Raji cells were intervened with different concentrations of mangiferin and bortezomib alone or in combination, then cell proliferation was detected by CCK-8 assay, cell invasion ability was detected by Transwell chamber method, cell apoptosis was detected by Annexin V/PI double-staining flow cytometry, apoptosis, autophagy and Akt/mTOR pathway protein expression were detected by Western blot, and the expression changes of CXCR family was detected by real-time quantitative PCR (RT-qPCR).@*RESULTS@#Different concentrations of mangiferin intervened Raji cells for different time could inhibit cell viability in a concentration- and time-dependent manner (r =-0.682, r =-0.836). When Raji cells were intervened by combination of mangiferin and bortezomib, compared with single drug group, the proliferation and invasion abilities were significantly decreased, while the apoptosis level was significantly increased (P <0.01). Mangiferin combined with bortezomib could significantly up-regulate the expression of pro-apoptotic protein Bax and down-regulate the expression of anti-apoptotic protein Bcl-2 after intervention in Raji cells. Caspase-3 was also hydrolyzed and activated, and then induced the apoptosis of Raji cells. Mangiferin combined with bortezomib could up-regulate the expression of LC3Ⅱ protein in Raji cells, and the ratio of LC3Ⅱ/LC3Ⅰ in cells was significantly up-regulated compared with single drug or control group (P <0.01). Mangiferin combined with bortezomib could significantly inhibit the phosphorylation levels of Akt and mTOR, inhibit the proliferation and invasion of Raji cells by inhibiting Akt/mTOR pathway, and induce cell autophagy and apoptosis. Mangiferin and bortezomib could down-regulate the expressions of CXCR4 and CXCR7 mRNA after single-agent intervention in Raji cells, and the down-regulations of CXCR4 and CXCR7 mRNA expression were more significant when the two drugs were combined (P <0.01). Mangiferin alone or combined with bortezomib had no significant effect on CXCR5 mRNA expression in Raji cells (P >0.05), while the combination of the two drugs could down-regulate the expression of CXCR3 (P <0.05).@*CONCLUSION@#Mangiferin combined with bortezomib can synergistically inhibit the proliferation and invasion of Raji cells, and induce autophagy and apoptosis. The mechanism may be related to the inhibition of Akt/mTOR signaling pathway, down-regulation of anti-apoptotic protein Bcl-2 and up-regulation of pro-apoptotic protein Bax, and the inhibition of the expression of CXCR family.

Estudo da contribuição da autofagia para a susceptibilidade por L. Amazonensis ou resistência por L. Major na infecção de macrófagos murinos da linhagem CBA / Study of the contribution of autophagy to susceptibility by L. Amazonensis or resistance by L. Major in the infection of murine macrophages of the CBA

INTRODUÇÃO: Macrófagos de camundongos CBA controlam a infecção por Leishmania major, no entanto, são permissivos à infecção por Leishmania amazonensis. Os estudos conduzidos, até o momento, sobre o papel desempenhado pela autofagia na infecção por Leishmania levaram a dados controversos. OBJETIVO: No presente trabalho, avaliamos se a resposta autofágica de macrófagos infectados pode ser responsável pela diferença no curso da infecção por essas duas espécies de Leishmania. MATERIAL e MÉTODOS e RESULTADOS: Inicialmente, demonstramos por qPCR e por análise de dados de microarranjos públicos que um número maior de genes relacionados à autofagia é modulado positivamente em células infectadas por L. amazonensis em comparação às infectadas L. major. Ingenuity Pathway Analysis (IPA) demonstrou modulação oposta dos genes relacionados à autofagia entre os macrófagos infectados com L. amazonensis daqueles infectados com L. major. Após 24 h de infecção, a relação LC3-II/Act é aumentada tanto em macrófagos infectados por L. amazonensis quanto nos infectados por L. major em comparação com controles não infectados, mas menos do que em células tratadas com cloroquina. Embora, os vacúolos parasitóforos induzidos por L. major tenham apresentado maior positividade para o marcador degradativo, DQBSA, o recrutamento de LC3 foi maior nos vacúolos parasitóforos induzidos por L. amazonensis. Interessantemente, tanto a indução farmacológica quanto a fisiológica da autofagia aumentaram a viabilidade intracelular de L. amazonensis e L. major, enquanto a inibição da autofagia não teve efeito sobre a viabilidade intracelular desses parasitas. Também demonstramos que a indução da autofagia reduziu a produção de NO por macrófagos infectados por L. amazonensis ou L. major, mas não alterou a atividade da arginase, A análise de componentes principais e agrupamento hierárquico de clusters discriminaram completamente os macrófagos infectados por L. major de células infectadas por L. amazonensis de acordo com a intensidade da infecção e características autofágicas dos vacúolos induzidos por essas duas cepas. CONCLUSÃO: Em conclusão, a infecção por L. amazonensis ou L. major, apesar de ativar similarmente o fluxo autofágico em macrófagos infectados e os parasitos terem sua viabilidade favorecida pela indução da autofagia, promove expressão diferenciada de genes relacionados à autofagia e interação distinta dos vacúolos parasitóforos com compartimentos autofágicos. Essas diferenças são capazes de separar completamente os macrófagos infectados por L. amazonensis daqueles por L. major

INTRODUCTION: CBA mouse macrophages (MΦ) control Leishmania major infection yet are permissive to Leishmania amazonensis. The role played by autophagy in Leishmania infection needs further investigation. OBJECTIVE: Thus, we assessed whether activation of autophagic pathway may account for differences in the response of infected MΦ to these two parasite strains. MATERIAL and METHODS and RESULTS: First, we demonstrated by qPCR and by analysis of publicly available microarray data that a greater number of autophagy-related genes (Atg) are positively modulated in cells infected by L. amazonensis compared to those infected by L. major. Ingenuity Pathway Analyses (IPA) demonstrated opposite modulation in genes in L. amazonensisand L. major-infected MΦ. After 24 h of infection, the autophagic flux measured by LC3-II/Act ratio was similarly increased in either L. amazonensis- or L. majorinfected MΦ compared to uninfected cells. Although L. major-induced parasitophorous vacuoles exhibited greater positivity for the degradative marker, DQ-BSA, LC3 recruitment was increased in L. amazonensis-induced parasitophorous vacuoles. Interestingly, autophagy induction enhanced intracellular L. amazonensis and L. major viability, although autophagy inhibition caused no effect on infection profile. We also demonstrated that autophagy induction reduced NO production by Leishmania-infected MΦ, yet did not alter arginase activity. Moreover, principal component analysis completely discriminated L. major-infected MΦ from L. amazonensis-infected cells regarding infection intensity and autophagic features of parasite-induced PV. CONCLUSION: In conclusion, infection by L. amazonensis or L. major, although similarly activates the autophagic flux in infected MΦ and the parasites have their viability favored by autophagy induction, these Leishmania species cause differentiated expression of Atg and distinct interaction of their parasitophorous vacuoles with autophagic vacuoles. These differences are capable to discriminate MΦ infected by L. amazonensis from those infected by L. major

NOD-Like Receptors in Infection, Immunity, and Diseases

Nucleotide-binding and oligomerization domain (NOD)-like receptors (NLRs) are pattern-recognition receptors similar to toll-like receptors (TLRs). While TLRs are transmembrane receptors, NLRs are cytoplasmic receptors that play a crucial role in the innate immune response by recognizing pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) and damage-associated molecular patterns (DAMPs). Based on their N-terminal domain, NLRs are divided into four subfamilies: NLRA, NLRB, NLRC, and NLRP. NLRs can also be divided into four broad functional categories: inflammasome assembly, signaling transduction, transcription activation, and autophagy. In addition to recognizing PAMPs and DAMPs, NLRs act as a key regulator of apoptosis and early development. Therefore, there are significant associations between NLRs and various diseases related to infection and immunity. NLR studies have recently begun to unveil the roles of NLRs in diseases such as gout, cryopyrin-associated periodic fever syndromes, and Crohn's disease. As these new associations between NRLs and diseases may improve our understanding of disease pathogenesis and lead to new approaches for the prevention and treatment of such diseases, NLRs are becoming increasingly relevant to clinicians. In this review, we provide a concise overview of NLRs and their role in infection, immunity, and disease, particularly from clinical perspectives.

Estudo do efeito da autofagia sobre a endocitose e a adesão celular em macrófago murino in vitro / Study of autophagy the effect on endocytosis and cell adhesion in a murine macrophage in vitro

INTRODUÇÃO: A influência da autofagia em processos celulares que participam da homeostase celular, como a endocitose e a adesão celular, até o momento, foi pouco estudada. A endocitose consiste na internalização de material extracelular,quando as vesículas endocíticas são menores que 500nm é chamada de endocitose em microescala e quando as vesículas formadas são maiores que essa medida trata-se de endocitose em macroescala. Foi demonstrado que a conexão da via endocítica com a via autofágica é fundamental para a degradação de material citosólico e, subsequente, produção de energia e disponibilização de substrato para o metabolismo celular. Estudos controversos da literatura mostraram que a autofagia pode favorecer ou não interferir com a endocitose em macroescala. Além disso, alguns trabalhos demonstraram que o processo autofágico foi capaz de reduzir a reciclagem de integrinas para a membrana plasmática por alterar a endocitose em microescala envolvida na internalização desse tipo de proteína, reduzindo a capacidade de adesão e, consequentemente, a migração celular. Assim, em conjunto, esses achados evidenciam que a autofagia pode interagir e interferir com eventos celulares dependentes da participação da membrana plasmática como a endocitose e a adesão celular.OBJETIVO: No presente estudo, hipotetizamos que a prévia indução de autofagia em macrófagos é capaz de reduzir a endocitose em micro e macroescala, além de reduzir a capacidade de adesão celular. Desta forma, o objetivo desse estudo foi determinar o efeito da indução de autofagia, in vitro, sobre a endocitose e a adesão de macrófagos murino. MATERIAL E MÉTODOS: Macrófagos foram induzidos à autofagia por privação de nutrientes (starvation) ou pelo tratamento com um indutor farmacológico, a rapamicina, seguida da exposição a macromoléculas ou grandes partículas de diferentes naturezas. Além disso, após indução de autofagia, macrófagos em suspensão foram incubados em superfícies como o vidro ou uma matriz de colágeno e fibronectina para avaliação da capacidade de adesão.Os percentuais de endocitose em microescala, em macroescala e de adesão foram estimados. RESULTADOS: Mostramos que a indução de autofagia promoveu redução da capacidade fagocítica em cerca de 60% no percentual de macrófagos que internalizam grandes partículas, como levedo, sendo um mecanismo precoce e reversível. Ao passo que a indução de autofagia por privação de aminoácidos ou farmacológica não interferiu na endocitose em microescala. A indução de autofagia não alterou a endocitose de transferrina (endocitose mediada por receptores) e endocitose de BSA (endocitose de fase fluida). Em contraste, a indução de autofagia promoveu redução em aproximadamente 70% da quantidade de macrófagos que aderem a matriz de colágeno e fibronectina. Uma possível explicação para a redução da endocitose em macroescala pode estar relacionada à autofagia diminuir a disponibilidade de grandes extensões de membrana necessárias à internalização de partículas ma iores que 500nm. Alternativamente, a indução de autofagia pode estar levando a célula a uma indisponibilidade de receptores na membrana plasmática que justificaria a redução da capacidade fagocítica e de adesão do 11 macrófago murino. CONCLUSÕES: A indução de autofagia diminui a capacidade fagocítica e a capacidade de adesão do macrófago murino.

INTRODUCTION: The influence of autophagy on cellular processes that participate in cellular homeostasis, such as endocytosis and cell adhesion has been poorly evaluated. Endocytosis consists in the internalization of extracellular material and includes microscale endocytosis, when endocytic vesicles are smaller than 500nm, and macroscale endocytosis, when the formed vesicles are larger than this measure. It has been shown that the connection between the endocytic and the autophagic pathways is essential for degradation of cytosolic material and, subsequently, power generation and provision of substrate for cellular metabolism. Controversial studies showed that autophagy can improve or do not interfere with macroscale endocytosis. Furthermore, some studies demonstrated that the autophagic process reduced integrin recycling to the plasma membrane through the modulation of microscale endocytosis involved in the internalization of this protein, reducing cell adhesion and migration. Taken together, these findings show that autophagy can interact and interfere with cellular events that depend on plasma membrane participation, such as endocytosis and cell adhesion. OBJECTIVES: In the present study, we hypothesized that prior autophagy induction in macrophage reduces micro and macroscale endocytosis, as well as cell adhesion. Thus, the aim of this study was to determine the effect of autophagy induction, in vitro, on endocytosis and adhesion of murine macrophages. MATERIAL AND METHODS: Autophagy by nutrient deprivation (starvation) or by treatment with an inducer drug, rapamycin, was induced in macrophages, followed by exposure to macromolecules or large particles of different natures. Furthermore, after autophagic induction, macrophages were plated on different surfaces like glass or collagen-fibronectin matrix to evaluate cell adhesiveness. After that, the percentage of endocytosis in micro and macroscale and adhesion were determined...

Avaliação do 17-AAG como agente leishmanicida e seu mecanismo de ação na indução da morte de parasitos do gênero leishmania spp / 17-AAG assessment as leishmanicidal agent and its mechanism of action for induction of parasites of the Leishmania genus death spp

A leishmaniose é uma doença endêmica no Brasil causada por parasitos protozoários do gênero Leishmania. A quimioterapia continua sendo a forma mais efetiva de tratamento com os antimoniais pentavalentes sendo usados há mais de 70 anos como a primeira linha de tratamento. O uso deste e de outros fármacos apresenta efeitos adversos graves, os esquemas terapêuticos empregados são desconfortáveis, além de relatos do aumento de casos de resistência. A proteína de choque térmico 90 (HSP90) é um membro da família das chaperonas presente em células eucarióticas e bactérias. Essa proteína é fundamental para o dobramento e estabilização de diferentes proteínas, chamadas genericamente de proteínas cliente. Essa chaperona vem sendo considerada um importante alvo molecular para o tratamento de diferentes doenças parasitárias. Nessa tese, o inibidor específico da atividade ATPásica da HSP90, o 17-allilamino-17-demethoxigeldanamicina (17- AAG) foi testado em parasitos do gênero Leishmania. Inicialmente, avaliamos o efeito em cultura axênica e observamos que o 17-AAG causa a morte desses parasitos em concentrações inferiores às necessárias para causar a morte de macrófagos. Observamos também que o tratamento com 17-AAG promove a morte intracelular dos parasitos em concentrações que variam de 25 a 500 nM nos tempos de 24 e 48 h...

Leishmaniases are endemic disease in Brazil caused by protozoan parasites from the genus Leishmania. Chemotherapy remains the most effective way of treatment and pentavalent antimonials, used for more than 70 years, remaining as first choice drugs for leishmaniasis treatment. The use of this and other drugs causes severe side effects, therapeutic regimens employed for leishmaniasis treatment are unpleasant, besides an increase number of resistance cases. The Heat Shock Protein 90 (HSP90) is a member of the chaperone family present in bacteria and eukaryotic cells. This protein is essential for the folding and stabilization of different proteins, known as client proteins. This chaperone has been considered an important molecular target for the treatment of different parasitic diseases. In this thesis, the specific inhibitors of the ATPase activity from the HSP90, 17-allylamino- 17-demethoxygeldanamycin (17-AAG), were tested against parasites from the genus Leishmania. First we evaluated its effect on axenic culture and observed that 17- AAG induces parasite cell death in lowerconcentrations than those needed to induce macrophage cell death. We also observed that 17-AAG intracellular parasite death in concentrations ranging from 25 to 500 nM after 24 or 48 h...

Vacúolos parasitóforos induzidos por Leishmania amazonensis e Leishmania major interagem de forma distintacom a via autofágica / Parasitophorous vacuoles induced byLeishmania amazonensis and Leishmania major interact differently with the autophagic pathway

A Leishmania é um parasito intracelular obrigatório que vive e se multiplic adentro dos vacúolos parasitóforos em macrófagos no hospedeiro vertebrado. Apesar dos vacúolos induzidos por diferentes espécies de Leishmania apresentarem semelhanças bioquímicas, esses compartimentos apresentam diferenças significativas nos seus tamanhos. Os vacúolos parasitóforos induzidos por Leishmania mexicana e Leishmania amazonensis apresentam grandes dimensões e contêm uma grande quantidade de amastigotas, enquanto que os induzidos por Leishmania major e Leishmania donovani são pequenos e com pouco espaço ao redor das amastigotas. Estudos recentes demonstraram que compartimentos induzidos por microrganismos intracelulares são capazes de interagir com a via autofágica e esta pode controlar ou promover o estabelecimento da infecção a depender da natureza do microrganismo. Até o momento, poucos estudos foram realizados para avaliar o papel da autofagia na biogênese e maturação dos vacúolos parasitóforos induzidos por Leishmania. Recentemente, foi demonstrado que em macrófagos de camundongos BALB/c...

Leishmania is an intracellular parasite that lives and multiplies within parasitophorous vacuoles in macrophages in the vertebrate host. Despite the fact that vacuoles induced by different species of Leishmania present biochemical similarities, these compartments have significant differences in their sizes and composition. The parasitophorous vacuoles induced by Leishmania mexicana and Leishmania amazonensis are large and contain a large number of amastigotes, while vacuoles induced by Leishmania major and Leishmania donovani are small and tight. Recent studies have demonstrated that depending on the type of intracellular microorganism, the induced compartments can interact with the autophagic pathway and control or promote the establishment of infection. To date, few studies have been conducted to evaluate the role autophagic process plays in the biogenesis and maturation of parasitophorous vacuoles induced by Leishmania. Recently, it has been demonstrated that in macrophages of BALB/c...

Autophagy in Innate Recognition of Pathogens and Adaptive Immunity

Autophagy is a specialized cellular pathway involved in maintaining homeostasis by degrading long-lived cellular proteins and organelles. Recent studies have demonstrated that autophagy is utilized by immune systems to protect host cells from invading pathogens and regulate uncontrolled immune responses. During pathogen recognition, induction of autophagy by pattern recognition receptors leads to the promotion or inhibition of consequent signaling pathways. Furthermore, autophagy plays a role in the delivery of pathogen signatures in order to promote the recognition thereof by pattern recognition receptors. In addition to innate recognition, autophagy has been shown to facilitate MHC class II presentation of intracellular antigens to activate CD4 T cells. In this review, we describe the roles of autophagy in innate recognition of pathogens and adaptive immunity, such as antigen presentation, as well as the clinical relevance of autophagy in the treatment of human diseases.

CD40, autophagy and Toxoplasma gondii

Toxoplasmagondii represents a pathogen that survives within host cells by preventing the endosomal-lysosomal compartments from fusing with the parasitophorous vacuoles. The dogma had been that the non-fusogenic nature of these vacuoles is irreversible. Recent studies revealed that this dogma is not correct. Cell-mediated immunity through CD40 re-routes the parasitophorous vacuoles to the lysosomal compartment by a process called autophagy. Autophagosome formation around the parasitophorous vacuole results in killing of the T. gondii. CD40-induced autophagy likely contributes to resistance against T. gondii particularly in neural tissue.