INTRODUÇÃO: A ventilação mecânica é uma terapia importante, mas com possíveis complicações. Uma das mais relevantes é a lesão pulmonar induzida pelo ventilador (VILI do inglês Ventilator-induced lung injury). Devido à hiperdistensão alveolar, o pulmão inicia um processo inflamatório, com infiltrado neutrofílico, formação de membrana hialina, fibrogênese e prejuízo de troca gasosa. Nesse processo, a mecanotransdução do estímulo da hiperdistensão celular se faz através do citoesqueleto da célula e de suas interações com a matriz extracelular e com as células vizinhas. Apesar desse papel fundamental no processo da VILI, não existem estudos in vivo sobre as alterações do citoesqueleto e de suas proteínas associadas durante esse processo patológico. O objetivo desse estudo foi descrever as alterações no citoesqueleto e em duas de suas principais proteínas associadas (FAK e paxilina) durante esse processo. MÉTODOS: Nesse estudo experimental foram feitos três grupos (n = 4 6): um controle e dois ventilados por quatro horas com PEEP de 5 cmH2O. Um grupo foi ventilado com volume corrente de 8 ml/kg (BV) e o outro com 24 ml/kg (AV). Dados de mecânica respiratória foram calculados no início e no final do período experimental. Os pulmões foram avaliados por histomorfometria quanto à área proporcional de parênquima, índice de infiltrado neutrofílico e índice de edema perivascular, quanto à quantidade de fosfo-FAK, fosfo-paxilina, paxilina total, actina músculo liso e alfa-tubulina por Western Blot, quanto à imunofluorescência para paxilina total com microscopia confocal a laser e com microscopia eletrônica de transmissão. RESULTADOS: os grupos foram semelhantes nas características basais. Houve aumento da elastância dinâmica (Edin) no grupo BV e redução no grupo AV (Edin inicial e final: 0,76 ± 0,4 vs 1,02 ± 0,47 respectivamente, em cmH2O/ml; p = 0,001). Não houve diferença na área proporcional de parênquima ou índice de edema perivascular entre os grupos estudados. A ventilação mecânica induziu infiltrado neutrofílico pulmonar nos animais, tanto no grupo BV como no AV em relação ao controle (p < 0,001). O infiltrado foi mais importante no grupo AV que no BV (p = 0,003). Houve um aumento de 40% na fosfo-FAK pelo Western Blot no grupo AV em relação ao controle (p=0,069) e aumento significativo de fosfo-paxilina no grupo AV em relação ao controle (p<0,001) e ao BV (p<0,001). Não se observaram diferenças para paxilina total, actina músculo liso e alfa-tubulina. A microscopia confocal demonstrou marcação para paxilina total nos septos alveolares. A microscopia eletrônica sugeriu reorganização do citoesqueleto nas zonula adherens do grupo AV. CONCLUSÕES: A ventilação mecânica promove lesão pulmonar com infiltrado neutrofílico numa relação dose-dependente. A ventilação com alto volume corrente promove fosforilação da FAK e de paxilina. As alterações no citoesqueleto em modelo in vivo de VILI são possíveis de serem descritas utilizando-se de métodos de microscopia confocal, Western Blot e microscopia eletrônica. / INTRODUCTION: Mechanical ventilation is an important therapy, but is associated with complications. One of the most relevant is ventilator-induced lung injury (VILI). Due to alveolar hyperdistension, the lung initiates an inflammatory process, with neutrophilic infiltration, hyaline membrane formation, fibrogenesis and gas exchange impairment. In this process, cellular mechanotransduction of the overstretching stimulus is mediated through the cytoskeleton and its cell-cell and cell-matrix interactions. But, although the cytoskeleton has this important role in the pathogenesis of VILI, there are no in vivo models for the research of cytoskeletal and cytoskeleton-associated proteins modifications during this pathological process. Our objective was to describe the immunohistochemical modifications during this process on the cytoskeleton and on two of its associated proteins (FAK and paxillin). METHODS: in this experimental study, three groups (n = 4 6) were studied: a control group and two ventilated for four hours with PEEP of 5 cmH2O. One group was ventilated with tidal volume of 8 mL/kg (LV) and the other with 24 mL/kg (HV). Data of respiratory mechanics were obtained at the beginning and the end of the experimental period. The lungs were evaluated with histomorphometry for parenchymal proportional area, neutrophilic infiltrate and perivascular edema, with Western Blot for phospho-FAK, phospho-paxillin, total paxillin, alpha-smooth muscle actin and alpha-tubulin, with confocal laser scanning microscopy for total paxillin, and with transmission electron microscopy. RESULTS: the groups were similar at the baseline. Dynamic elastance (Edin) increased in LV group and decreased in HV group (Edin initial to final: 0.76 ± 0.4 vs. 1.02 ± 0.47 respectively, in cmH2O/ml; p = 0.001). There was no difference in the parenchymal proportional area or the perivascular edema in the three groups. Mechanical ventilation induced pulmonary neutrophilic infiltration, both in the LV group and the HV group in comparison with control (p < 0.001). The infiltrate was more important in the HV group than in the LV group (p = 0.003). Phospho-FAK increased 40% in the HV group in Western Blot in comparison with control (p=0.069). Phosphopaxillin increased significantly in HV group compared with control (p<0.001) and with LV (p<0.001). Total paxillin, alpha-smooth muscle actin and alpha-tubulin did not show any differences. Confocal microscopy showed total paxillin labeling at alveolar septa. Electron microscopy suggested cytoskeleton reorganization at the zonula adherens in the AV group. CONCLUSIONS: Mechanical ventilation induces pulmonary injury with neutrophilic infiltrate in a dose-dependent relationship. Ventilation with high tidal volume promotes FAK and paxillin phosphorilation. The alterations in cytoskeleton in an in vivo model of VILI are possible to be studied with confocal microscopy, Western Blot and electron microscopy.

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A primeira clivagem proteolítica de p12 remove o sinal de retenção ao RE, enquanto a segunda clivagem, gera o produto de 8kDa, referido como p8. p12 localiza-se no sistema de endomembranes, residindo em RE e aparato de Golgi, enquanto p8 dirige-se para a membrana plasmática, onde é recrutada para a sinapse imunológica, através da ligação com o receptor de células T (TCR), além de participar da sinapse virológica e da formação de conduítes. A proteína Tax, por outro lado, atua como transativador transcricional do HTLV-1, sendo referida também na indução da expressão de diversos genes celulares, aumentando a proliferação e a migração das células infectadas. Na via de transporte de vesículas secretórias, vesículas produzidas como pós-Golgi são transportadas ao longo do citoesqueleto por motores celulares. A Miosina-Va, um motor não convencional, transporta diversos cargos, incluindo vesículas secretórias, vesículas sinápticas e de retículo endoplasmático. Outra proteína relacionada ao citoesqueleto é a Paxilina, que atua como molécula adaptadora nas adesões focais e cuja expressão está aumentada em indivíduos TSP-HAM. Na tentativa de compreender se Tax influencia no aumento da expressão de Paxilina e, paralelamente, se p8 trafega a partir de Golgi em direção à membrana, de maneira dependente de Miosina-Va, células de linhagem foram transfectadas, com o plasmídeo que expressa Tax ou com plasmídeos que expressam variantes da proteína p12 (pMEp12) fusionada a um tag de HA (hemaglutinina de influenza) e que expressam porções da Miosina-Va, incluindo a cauda completa neuronal conjugada com GFP (MyoVa FTNeu-eGFP), que funciona como dominante negativo e compete com a Miosina-Va constitutiva pelos seus ligantes intracelulares. A localização intracelular das proteínas foi realizada por ensaio de imunofluorescência indireta utilizando anticorpos contra a Paxilina ou contra o tag de HA e a cauda medial da Miosina-Va. Técnicas de microscopia confocal e obtenção de imagens foram realizadas utilizando o microscópio Zeiss LSM 780 (Carl Zeiss Optical, Chester, Va.) e o software Adobe Photoshop CC. Surpreendentemente, nas células que expressavam Tax, a expressão de Paxilina, avaliada por imunofluorescência, foi menor, necessitando de novos ensaios para confirmação dos resultados. Em relação à p12/p8, foi observada a sua sub-localização celular como já descrito na literatura, apresentando-se na região perinuclear (RE e aparato de Golgi), e co-localização entre p12/p8 e Miosina-Va, embora apenas quando o dominante negativo MyoVa FTNeu-eGFP foi expresso simultaneamente com as variantes de p12, a localização de p12/p8 mostrou-se alterada, de pontos dispersos por todo o citoplasma e superfície celular para apresentar-se em forma de grumos agregados independentemente da variante de p12 expressa, sugerindo que a Miosina-Va desempenha um importante papel no tráfego de p8 partindo de Golgi até a superfície celular. / HTLV-1 ORFs I and IV encode respectively p12/p8 (accessory protein) and Tax (regulatory protein). The 99 amino acid p12 protein can be proteolytically cleaved at the amino terminus to generate the p8 protein. The first proteolytic cleavage removes the ER retention/retrieval signal at the amino terminus of p12, while the second cleavage generates the p8 protein. The p12 protein localizes to cellular endomembranes, within the ER and Golgi apparatus, while p8 traffics to lipid rafts at the cell surface and is recruited to the immunological synapse upon T-cell receptor (TCR) ligation, virological synapse and conduits. Tax on the other hand acts as viral transactivator and induces expression of many cellular genes, increasing proliferation and migration of infected cells. In secretory vesicle transport, vesicles produced as post-Golgi are moved along the cytoskeleton by motor proteins. The unconventional myosin motor, Myosin-Va, moves several cargoes including secretory vesicles, synaptic vesicles, and the endoplasmic reticulum. Another cytoskeleton associated protein is Paxillin, an adapter on focal adhesions which expression is increased in TSP-HAM patients. To understand if Tax play a role on increased expression of Paxillin and parallel if p8 traffics from Golgi apparatus to cell surface on a myosin-Va dependent manner, lineage cells were transfected with Tax plasmids or pMEp12 plasmids which express variants (p12WT, p12Δ29 and p12G29S) of the fusion protein of HTLV-1 p12 tagged with the influenza hemagglutinin (HA1) tag and with the Myo-Va plasmids including full-tail neuronal-eGFP conjugated (MyoVa FTNeu-eGFP) plasmid which expresses a negative dominant of myosin Va and competes for intracellular ligands with cellular putative myosin. Proteins intracellular localization were analyzed by indirect immunofluorescence assay using antibodies against Paxillin or the HA-tag and the Myo-Va protein. Confocal microscopy and image collection was performed by using a Zeiss LSM 780 microscope (Carl Zeiss Optical, Chester, Va.) with Adobe Photoshop CC software. Surprisingly in Tax-expressing cells Paxillin fluorescence was decreased requiring another assay to confirm this find. It was reported that p12 expression in Jurkat T, as previous described, was shown in perinuclear region which might be RE and Golgi apparatus and that p12/p8 and MyoVa proteins colocalizes in lineage cells, however only when MyoVa FTNeu-eGFP was simultaneously expressed with pMEp12 plasmids, p12/p8 localization showed to be altered from dots dispersed all over cytoplasm and cell surface to form cytoplasmic aggregates independently on variant of p12 expressed, suggesting that myosin Va plays an important role on traffics of p8 from Golgi to cell surface.

INTRODUÇÃO: A ventilação mecânica é uma terapia importante, mas com possíveis complicações. Uma das mais relevantes é a lesão pulmonar induzida pelo ventilador (VILI do inglês Ventilator-induced lung injury). Devido à hiperdistensão alveolar, o pulmão inicia um processo inflamatório, com infiltrado neutrofílico, formação de membrana hialina, fibrogênese e prejuízo de troca gasosa. Nesse processo, a mecanotransdução do estímulo da hiperdistensão celular se faz através do citoesqueleto da célula e de suas interações com a matriz extracelular e com as células vizinhas. Apesar desse papel fundamental no processo da VILI, não existem estudos in vivo sobre as alterações do citoesqueleto e de suas proteínas associadas durante esse processo patológico. O objetivo desse estudo foi descrever as alterações no citoesqueleto e em duas de suas principais proteínas associadas (FAK e paxilina) durante esse processo. MÉTODOS: Nesse estudo experimental foram feitos três grupos (n = 4 6): um controle e dois ventilados por quatro horas com PEEP de 5 cmH2O. Um grupo foi ventilado com volume corrente de 8 ml/kg (BV) e o outro com 24 ml/kg (AV). Dados de mecânica respiratória foram calculados no início e no final do período experimental. Os pulmões foram avaliados por histomorfometria quanto à área proporcional de parênquima, índice de infiltrado neutrofílico e índice de edema perivascular, quanto à quantidade de fosfo-FAK, fosfo-paxilina, paxilina total, actina músculo liso e alfa-tubulina por Western Blot, quanto à imunofluorescência para paxilina total com microscopia confocal a laser e com microscopia eletrônica de transmissão. RESULTADOS: os grupos foram semelhantes nas características basais. Houve aumento da elastância dinâmica (Edin) no grupo BV e redução no grupo AV (Edin inicial e final: 0,76 ± 0,4 vs 1,02 ± 0,47 respectivamente, em cmH2O/ml; p = 0,001). Não houve diferença na área proporcional de parênquima ou índice de edema perivascular entre os grupos estudados. A ventilação mecânica induziu infiltrado neutrofílico pulmonar nos animais, tanto no grupo BV como no AV em relação ao controle (p < 0,001). O infiltrado foi mais importante no grupo AV que no BV (p = 0,003). Houve um aumento de 40% na fosfo-FAK pelo Western Blot no grupo AV em relação ao controle (p=0,069) e aumento significativo de fosfo-paxilina no grupo AV em relação ao controle (p<0,001) e ao BV (p<0,001). Não se observaram diferenças para paxilina total, actina músculo liso e alfa-tubulina. A microscopia confocal demonstrou marcação para paxilina total nos septos alveolares. A microscopia eletrônica sugeriu reorganização do citoesqueleto nas zonula adherens do grupo AV. CONCLUSÕES: A ventilação mecânica promove lesão pulmonar com infiltrado neutrofílico numa relação dose-dependente. A ventilação com alto volume corrente promove fosforilação da FAK e de paxilina. As alterações no citoesqueleto em modelo in vivo de VILI são possíveis de serem descritas utilizando-se de métodos de microscopia confocal, Western Blot e microscopia eletrônica. / INTRODUCTION: Mechanical ventilation is an important therapy, but is associated with complications. One of the most relevant is ventilator-induced lung injury (VILI). Due to alveolar hyperdistension, the lung initiates an inflammatory process, with neutrophilic infiltration, hyaline membrane formation, fibrogenesis and gas exchange impairment. In this process, cellular mechanotransduction of the overstretching stimulus is mediated through the cytoskeleton and its cell-cell and cell-matrix interactions. But, although the cytoskeleton has this important role in the pathogenesis of VILI, there are no in vivo models for the research of cytoskeletal and cytoskeleton-associated proteins modifications during this pathological process. Our objective was to describe the immunohistochemical modifications during this process on the cytoskeleton and on two of its associated proteins (FAK and paxillin). METHODS: in this experimental study, three groups (n = 4 6) were studied: a control group and two ventilated for four hours with PEEP of 5 cmH2O. One group was ventilated with tidal volume of 8 mL/kg (LV) and the other with 24 mL/kg (HV). Data of respiratory mechanics were obtained at the beginning and the end of the experimental period. The lungs were evaluated with histomorphometry for parenchymal proportional area, neutrophilic infiltrate and perivascular edema, with Western Blot for phospho-FAK, phospho-paxillin, total paxillin, alpha-smooth muscle actin and alpha-tubulin, with confocal laser scanning microscopy for total paxillin, and with transmission electron microscopy. RESULTS: the groups were similar at the baseline. Dynamic elastance (Edin) increased in LV group and decreased in HV group (Edin initial to final: 0.76 ± 0.4 vs. 1.02 ± 0.47 respectively, in cmH2O/ml; p = 0.001). There was no difference in the parenchymal proportional area or the perivascular edema in the three groups. Mechanical ventilation induced pulmonary neutrophilic infiltration, both in the LV group and the HV group in comparison with control (p < 0.001). The infiltrate was more important in the HV group than in the LV group (p = 0.003). Phospho-FAK increased 40% in the HV group in Western Blot in comparison with control (p=0.069). Phosphopaxillin increased significantly in HV group compared with control (p<0.001) and with LV (p<0.001). Total paxillin, alpha-smooth muscle actin and alpha-tubulin did not show any differences. Confocal microscopy showed total paxillin labeling at alveolar septa. Electron microscopy suggested cytoskeleton reorganization at the zonula adherens in the AV group. CONCLUSIONS: Mechanical ventilation induces pulmonary injury with neutrophilic infiltrate in a dose-dependent relationship. Ventilation with high tidal volume promotes FAK and paxillin phosphorilation. The alterations in cytoskeleton in an in vivo model of VILI are possible to be studied with confocal microscopy, Western Blot and electron microscopy.