Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-07-07T15:09:57Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1854233 bytes, checksum: 535d273c615cebce265419e27f74439a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T15:09:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1854233 bytes, checksum: 535d273c615cebce265419e27f74439a (MD5) Previous issue date: 2016-10-17 / Ouabain is a cardiotonic steroid initially described as a substance of plant origin. In 1991, the endogenous production of higher mammals was identified and since then their physiological actions have been studied. Work of our group have demonstrated that ouabain modulates the acute inflammatory response induced by different phlogistic agents, also being able to interfere negatively in inflammatory profile triggered by Leishmania (L.) amazonensis. Acute lung injury (ALI) is a serious inflammatory disease characterized by acute inflammation, extensive accumulation of polymorphonuclear leukocytes and accumulation of proinflammatory mediators, which culminates with diffuse alveolar damage and which may cause the patient died due to severe hypoxemia. There is no data in the literature on the effects of ouabain in ALI. Objectives: Evaluate the immunomodulatory effect of ouabain in a murine model of ALI induced by LPS. Methods: BALB / c mice were treated intraperitoneally with ouabain at a dose of 0.56 mg / kg for a period of three consecutive days, 1 hour after the last treatment the animals were challenged intranasally with 40μl of an LPS solution (2 5 mg / kg); 24 hours after challenge, the animals were euthanized, the collected biological sample and inflammatory parameters, including cell migration, protein exudates, cytokine production, TLR4 expression and histopathological changes were then evaluated. Data were analyzed by PRISMA software. Results: The treatment with ouabain decreased total leukocytes migration to the inflamed site (48,84%), this event associated with decreased neutrophil migration (70,71%) and independent of macrophage migration. The ouabain also decreased the exudate protein in the broncho-alveolar region (26,32%) and production of the cytokines TNF-α (14,80%), IL-6 (47,07%) and IL1-β (33,59%), however this reduction in the production of these mediators was not related to the expression of TLR4. Additionally, the ALI histopathology changes were also reduced by treatment with ouabain. Conclusions: The results show that ouabain has anti-inflammatory action in ALI induced by LPS. / A Ouabaína é um esteroide cardiotônico inicialmente descrito como uma substância de origem vegetal. Em 1991, a sua produção endógena por mamíferos superiores foi identificada e desde então suas ações fisiológicas vêm sendo estudadas. Trabalhos do nosso grupo demonstraram que a ouabaína modula a resposta inflamatória aguda induzida por diferentes agentes flogísticos, sendo também capaz de interferir negativamente no perfil inflamatório desencadeado pela Leishmania (L.) amazonensis. A lesão pulmonar aguda (LPA) é uma doença inflamatória caracterizada por inflamação aguda e extenso acúmulo de polimorfonucleares e de mediadores pró-inflamatórios, que culmina com dano alveolar difuso podendo levar o paciente a óbito por hipoxemia severa. Não há dados na literatura sobre os efeitos da ouabaína na LPA. Objetivos: Avaliar o efeito imunomodulador de ouabaína em modelo murino de LPA induzida por LPS. Métodos: Camundongos BALB/c machos foram tratados via intraperitoneal com ouabaína na dose de 0,56 mg/Kg por um período de três dias consecutivos, 1h após o último tratamento os animais foram desafiados via intranasal com LPS (2,5 mg/Kg); 24h após o desafio, os animais foram eutanásiados, as amostras biológicas coletadas e os parâmetros inflamatórios, incluindo migração celular, exsudato proteico, produção de citocinas, expressão de TLR4 e alterações histopatológicas foram então avaliados. Os dados foram analisados pelo software PRISMA. Resultados: O tratamento com a ouabaína diminuiu a migração de leucócitos totais para o sítio inflamado (48,84%), evento este, associado a diminuição da migração de neutrófilos (70,7%) e independente da migração de macrófagos. Ouabaína também diminuiu o exsudato proteico na região bronco-alveolar (26,32%) e a produção das citocinas TNF-α (14,80%), IL-6 (47,07%) e IL1-β (33,59%), entretanto essa redução na produção desses mediadores não mostrou relação com a expressão do TLR4. Adicionalmente, as alterações histopatológicas características da LPA também foram reduzidas pelo tratamento com ouabaína. Conclusões: Os resultados obtidos demonstram que ouabaína possui ação anti-inflamatória na LPA induzida por LPS.

Lipopolissacarídeos (LPS), pode tanto proteger quanto exacerbar o desenvolvimento da asma. LPS inicia a ativação da resposta imune via ligação da molécula Toll-like receptor 4 (TLR4) que sinaliza por duas vias distintas, as moléculas adaptadoras MyD88 e TRIF. LPS é um adjuvante que induz resposta do tipo Th1, enquanto que o hidróxido de alumínio (Alum) desperta respostas Th2, porém, a mistura de ambos adjuvantes na indução da resposta alérgica pulmonar ainda não foi investigada. No presente estudo, nós determinamos o efeito de dois agonistas de TLR4, um natural (LPS) e outro sintético (ER-803022) adsorvidos ao Alum sobre o desenvolvimento de doença alérgica pulmonar. Os animais foram sensibilizados pela via subcutânea com os antígenos, Ovoalbumina (OVA) ou Toxóide Tetânico (TT) na presença ou ausência de agonistas de TLR4 co-adsorvidos ao Alum e desafiados com os respectivos antígenos pela via intranasal. Nossos resultados mostraram que a sensibilização com OVA ou TT e LPS coadsorvidos ao Alum, impede o estabelecimento da resposta alérgica mediada por linfócitos Th2, tais como, influxo de eosinófilos, produção de citocinas do tipo 2, hiperreatividade brônquica, secreção de muco, e produção de IgE ou IgG1 anafilática. Apesar dos níveis de IgG2a, isotipo associado com as respostas Th1 estarem aumentados, análise da histopatologia pulmonar não revelou um desvio para o padrão Th1 de inflamação. Verificamos que a presença das moléculas TLR4, MyD88, IL-12/IFN-g mas não TRIF foram necessários para LPS exercer seu efeito inibitório. O agonista sintético de TLR4, menos tóxico que LPS, também protegeu contra o desenvolvimento de inflamação alérgica pulmonar. Em conclusão, nosso trabalho esclarece o efeito da sinalização do TLR4 na sensibilização alérgica e indica que agonista sintético de TLR4 com baixa toxicidade, pode ser utilizado para modular a capacidade adjuvante do Alum e conseqüentemente diminuir a indução de alergias. / Epidemiological and experimental data suggest that bacterial lipopolysaccharides (LPS) can either protect from or exacerbate allergic asthma. LPS triggers immune responses through Toll-like receptor (TLR) 4 that in turn activates two major signaling pathways via either MyD88 or TRIF adaptor proteins. LPS is a pro-Th1 adjuvant while aluminum hydroxide (Alum) is a strong Th2 adjuvant, but the effect of mixing both adjuvants on development of lung allergy has not been investigated. We determined whether natural (LPS) or synthetic (ER-803022) TLR4 agonists adsorbed onto alum adjuvant affect allergen sensitization and development of airway allergic disease. To dissect LPS-induced molecular pathways we used TLR4, MyD88, TRIF, or IL-12/IFN-g deficient mice. Mice were sensitized subcutaneously to allergens such as ovalbumin (OVA) or tetanus toxoid (TT) with or without TLR4 agonists coadsorbed onto Alum and challenged twice via intranasal route with the same allergens. The development of type 2 immunity was evaluated 24 h after last allergen challenge. We found that sensitization with OVA or TT plus LPS co-adsorbed onto Alum impaired allergeninduced Th2-mediated responses such as airway eosinophilia, type 2 cytokines secretion, airway hyperreactivity, mucus hyper production and serum levels of IgE or IgG1 anaphylactic antibodies. Although the levels of IgG2a, a Th1 affiliated isotype increased, investigation into the lung-specific effects revealed that LPS did not induce a Th1 pattern of inflammation. LPS impaired the development of Th2 immunity, signaling via TLR4 and MyD88 molecules via the IL-12/IFN-g axis, but not through TRIF pathway. Moreover, the synthetic TLR4 agonists that proved to have a less systemic inflammatory response than LPS also protected against allergic asthma development. TLR4 agonists co-adsorbed with allergen onto Alum down modulate Th2 immunity and prevent the development of polarized T cell-mediated airway inflammation. Thus, our work clarifies the effect of TLR4 signaling in allergic sensitization and indicates that TLR4 agonists with low toxicity might be useful for down regulating the pro-Th2 adjuvant activity of alum and consequently decrease the induction of allergy.

Lipopolissacarídeos (LPS), pode tanto proteger quanto exacerbar o desenvolvimento da asma. LPS inicia a ativação da resposta imune via ligação da molécula Toll-like receptor 4 (TLR4) que sinaliza por duas vias distintas, as moléculas adaptadoras MyD88 e TRIF. LPS é um adjuvante que induz resposta do tipo Th1, enquanto que o hidróxido de alumínio (Alum) desperta respostas Th2, porém, a mistura de ambos adjuvantes na indução da resposta alérgica pulmonar ainda não foi investigada. No presente estudo, nós determinamos o efeito de dois agonistas de TLR4, um natural (LPS) e outro sintético (ER-803022) adsorvidos ao Alum sobre o desenvolvimento de doença alérgica pulmonar. Os animais foram sensibilizados pela via subcutânea com os antígenos, Ovoalbumina (OVA) ou Toxóide Tetânico (TT) na presença ou ausência de agonistas de TLR4 co-adsorvidos ao Alum e desafiados com os respectivos antígenos pela via intranasal. Nossos resultados mostraram que a sensibilização com OVA ou TT e LPS coadsorvidos ao Alum, impede o estabelecimento da resposta alérgica mediada por linfócitos Th2, tais como, influxo de eosinófilos, produção de citocinas do tipo 2, hiperreatividade brônquica, secreção de muco, e produção de IgE ou IgG1 anafilática. Apesar dos níveis de IgG2a, isotipo associado com as respostas Th1 estarem aumentados, análise da histopatologia pulmonar não revelou um desvio para o padrão Th1 de inflamação. Verificamos que a presença das moléculas TLR4, MyD88, IL-12/IFN-g mas não TRIF foram necessários para LPS exercer seu efeito inibitório. O agonista sintético de TLR4, menos tóxico que LPS, também protegeu contra o desenvolvimento de inflamação alérgica pulmonar. Em conclusão, nosso trabalho esclarece o efeito da sinalização do TLR4 na sensibilização alérgica e indica que agonista sintético de TLR4 com baixa toxicidade, pode ser utilizado para modular a capacidade adjuvante do Alum e conseqüentemente diminuir a indução de alergias. / Epidemiological and experimental data suggest that bacterial lipopolysaccharides (LPS) can either protect from or exacerbate allergic asthma. LPS triggers immune responses through Toll-like receptor (TLR) 4 that in turn activates two major signaling pathways via either MyD88 or TRIF adaptor proteins. LPS is a pro-Th1 adjuvant while aluminum hydroxide (Alum) is a strong Th2 adjuvant, but the effect of mixing both adjuvants on development of lung allergy has not been investigated. We determined whether natural (LPS) or synthetic (ER-803022) TLR4 agonists adsorbed onto alum adjuvant affect allergen sensitization and development of airway allergic disease. To dissect LPS-induced molecular pathways we used TLR4, MyD88, TRIF, or IL-12/IFN-g deficient mice. Mice were sensitized subcutaneously to allergens such as ovalbumin (OVA) or tetanus toxoid (TT) with or without TLR4 agonists coadsorbed onto Alum and challenged twice via intranasal route with the same allergens. The development of type 2 immunity was evaluated 24 h after last allergen challenge. We found that sensitization with OVA or TT plus LPS co-adsorbed onto Alum impaired allergeninduced Th2-mediated responses such as airway eosinophilia, type 2 cytokines secretion, airway hyperreactivity, mucus hyper production and serum levels of IgE or IgG1 anaphylactic antibodies. Although the levels of IgG2a, a Th1 affiliated isotype increased, investigation into the lung-specific effects revealed that LPS did not induce a Th1 pattern of inflammation. LPS impaired the development of Th2 immunity, signaling via TLR4 and MyD88 molecules via the IL-12/IFN-g axis, but not through TRIF pathway. Moreover, the synthetic TLR4 agonists that proved to have a less systemic inflammatory response than LPS also protected against allergic asthma development. TLR4 agonists co-adsorbed with allergen onto Alum down modulate Th2 immunity and prevent the development of polarized T cell-mediated airway inflammation. Thus, our work clarifies the effect of TLR4 signaling in allergic sensitization and indicates that TLR4 agonists with low toxicity might be useful for down regulating the pro-Th2 adjuvant activity of alum and consequently decrease the induction of allergy.