Zugl.: Berlin, Humboldt-Univ., Diss., 2008

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2006. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 101-125).

Le virus de l'hépatite B (HBV) infecte chroniquement près de 240 millions d'individus dans le monde. L'infection chronique par HBV est un souci de santé publique majeur puisque l'infection peut évoluer au cours du temps vers la cirrhose et/ou l'hépatocarcinome (CHC). Malgré l'existence de traitements efficaces à base d'analogues de nucléos(t)ides permettant de diminuer la charge virale chez les patients, ceux-ci nécessitent une prise médicamenteuse à vie. En effet, malgré la diminution importante du risque de développer un cancer du foie, ces traitements ne permettent pas l'élimination définitive du virus. Les cellules infectées par HBV sont les hépatocytes du foie, qui remplissent la majorité des rôles vitaux de cet organe. La formation d'un minichromosome viral au sein de ces cellules infectées appelés ADNccc (pour ADN circulaire-covalemment-clos), est majoritairement responsable de la persistance du HBV. Les traitements actuels utilisés sont principalement des analogues de nucléos(t)ides et ceux-ci n'ont pas ou peu d'effets sur l'ADNccc. La nécessité de développer de nouvelles stratégies antivirales visant à éliminer définitivement HBV a donc conduit de nombreux laboratoires, dont le nôtre, à étudier l'utilisation de stratégies immuno-thérapeutiques incluant des stimulateurs de l'immunité innée (agonistes de TLR7, TLR8, RIG-1.) dans le cadre d'infections chroniques. De nombreuses études ont démontré que l'utilisation de ligands stimulant les récepteurs de l'immunité innée promouvait un fort effet antiviral, médié par la production endogène et locale de cytokines pro-inflammatoires et l'induction de gènes régulés par l'interféron (1SG). Dans ce but, nous nous sommes intéressés plus particulièrement aux potentiels effets antiviraux de l'agonisation des senseurs de l'immunité innée les plus connus, les Toll-like récepteurs (TLR), dans le cadre de l'infection par HBV dans les cellules hépatiques. La stratégie immuno-thérapeutique envisagée, vise à stimuler aussi bien les cellules immunitaires que les hépatocytes infectés. La caractérisation de l'expression de différents senseurs de l'immunité innée, d'une part dans les cellules primaires isolées du foie et d'autre part dans certaines lignées cellulaires correspondantes, nous a permis d'avoir une vue d'ensemble 1) des récepteurs exprimés par les différentes cellules du foie notamment dans les hépatocytes (TLR2/TLR3/TLR4/TLR5) ; 2) d'évaluer la fonctionnalité de ceux-ci pour la production de cytokines (IL-6 ; IP-10) lors de leur agonisation 3) d'évaluer les modèles disponibles parmi les lignées cellulaires les plus proches immunologiquement des cellules hépatiques. Les cellules HepaRG et une nouvelle lignée dérivée des macrophages du foie les iKC par exemple sont plus proches respectivement des hépatocytes et des macrophages primaires hépatiques et sont donc des modèles relevant pour les études immuno-thérapeutiques. L'utilisation de ligands de TLR2 et TLR3 sur des hépatocytes infectés chroniquement par HBV, a montré le plus fort effet antiviral (incluant une médiation par la sécrétion de cytokines et l'induction d'1SG) aussi bien sur la réplication d'HBV que sur l'ADNccc. De plus, cet effet semble stable au cours du temps sans résurgence massive de productions virales. Cette stratégie cible non seulement les hépatocytes infectés, mais également les cellules immunitaires dont les productions cytokiniques ont également un fort effet antiviral. Bien que l'effet in vivo, dans un modèle murin, ait été plus modeste, un ajustement des doses d'agonistes utilisées ainsi qu'un meilleur moyen de délivrance au foie de ligands de TLR2 ou TLR3 pourraient être une stratégie immuno-thérapeutique intéressante. Enfin nous nous sommes intéressés au cas particulier de l'agonisation du TLR9 en présence d'HBV… [etc] / HBV chronically infects 240 million peoples around the world. HBV chronic infection is a major public health problem and can lead to cirrhosis or/and hepatocarcinoma (HCC). Even if some efficient treatments are already available, based in particular on the use of nucleos(t)ides analogues that induce a decrease of viral load in patients, these drugs do not lead to a definitive HBV cure They enable an important decrease of liver cancer risk but need to be taken life-long. HBV infects hepatocytes the major liver cells which are involve in many vital mechanisms into the organism. The HBV minichromosome, which is formed into infected cells also called cccDNA (i.e., covalently-closed-circular DNA), is not affected by nucleos(t)ides treatments and thus is responsible for HBV persistence. The use of immune receptors (e.g. Toll-like receptors/TLR) agonists can lead to 1) an important cytokines/interferon (IFN) secretion; 2) promote immune cells activation/recruitment and 3) induction of many Interferon-Stimulated Genes (ISG). These mechanisms could lead to a greater viral clearance by cccDNA degradation or silencing. The need for new strategies to permanently eliminate HBV infection led many laboratories, including ours, to explore the use of immunotherapeutic treatments in a context of chronic infection, including innate immune stimulators (e.g. TLR7, TLR8 or RIG-I agonist are under clinical trials). To this end, we got interested on the potential anti-HBV effects of many TLR agonists in liver cells. Our strategy is to stimulate both infected hepatocytes and immune cells. We first characterized the expression of innate immune sensors in primary liver cells as well as in some liver cell lines. This allowed us to: 1) identify which sensors are expressed by liver cells, especially in hepatocytes (TLR2, TLR3, TLR4, TLR5); 2) evaluate their ability to produce cytokines (IL-6, IP-10) upon agonisation; 3) evaluation of cell lines model which are immunologically closed to the primary liver cells. HepaRG and a new liver macrophage cell line call iKC are immunologically close to their primary cells and appear to be relevant models for immune-therapeutics studies. The use of TLR2 and TLR3 agonists on HBV chronically infected hepatocytes showed a strong antiviral effect (i.e., decrease of HBV replication and cccDNA level) mediated directly by NF- kB-inducible and ISG genes activation and indirectly by cytokines secretion. Furthermore, this effect was shown stable over time without any viral replication rebound. This strategy targets not only infected hepatocytes but also immune cells, whose cytokines production also has a strong antiviral effect. Despite a weak in vivo effect in mice, a tuning in agonist doses used and better liver delivery could be an interesting immune-therapeutic strategy. Finally, we were investigated the particular case of TLR9 agonisation in presence of HBV. We showed an interaction between synthetic or not DNA ligands such as CpG ODN and HBV particles. This interaction leads in one hand, to HBV entry inhibition in hepatocytes, on the other hand, to a blockage of ligand delivery to TLR9 in pDC, which is not due to an inhibition of the TLR9 pathway, but to a lack of access of the ligand to its receptor. These two mechanisms are responsible for a decrease of viral infection during its establishment and a decrease in IFN synthesis by pDC, respectively. A decrease in IFN production, which this time was linked to a bona fide inhibition of the TLR9 pathway, in the presence of the sub-viral particles HBsAg was still observed, without retention of TLR9 ligand of the latter. It would seem, therefore, that use of TLR agonists represent an interesting strategy in setting up new anti-HBV immune-therapeutic approaches. However, their improvement will depend on the evaluation of viro-induced inhibitory mechanisms as well as better ways of in vivo delivering these ligands

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Introdução: Um dos primeiros sistemas de defesa contra os microrganismos é a via dos receptores Toll-like (TLRs). A ativação destes receptores leva à síntese de citocinas, dando início à resposta imune inata. Em modelos animais, o TLR2, TLR4 e TLR9 parecem estar relacionados com o reconhecimento de antígenos de Leishmania. A relação entre TLRs e leishmânia pode ser um mecanismo chave no desenvolvimento da doença ou no controle da mesma. Até o momento não existem estudos de TLRs na leishmaniose cutânea humana. Objetivo: Determinar o padrão de expressão e as células associadas com o TLR2, TLR4 e TLR9 na leishmaniose cutânea. O objetivo secundário é correlacionar a quantidade de TLRs com a quantidade de citocinas e células inflamatórias na pele. Métodos: Cem biópsias de pacientes com leishmaniose cutânea causadas por Leishmania (V.) braziliensis foram selecionadas inicialmente. Apenas os casos confirmados (presença de amastigotas no raspado, teste de Montenegro positivo, imunoistoquímica com presença de antígenos de Leishmania e reação em cadeia da polimerase com DNA de Leishmania (V.) braziliensis foram incluídos. Um grupo controle de pele normal foi incluído para comparação (quatro casos). A expressão de TLR2, TLR4 e TLR9 foi determinada por técnica imunoistoquímica, da mesma forma que os fenótipos celulares (células NK, macrófagos, células dendríticas, células CD4 e CD8) e citocinas (IL-1, IL-6, IL-12, TNF-alfa, IFN-gama). Dupla-marcação foi realizada para identificar as células que expressaram os TLRs analisados. Análise semi-quantitativa foi utilizada para avaliação da expressão de TLRs na epiderme, enquanto na derme foi realizada análise quantitativa. O nível de significância foi estabelecido com p<0,05. Resultados: Doze casos preencheram os critérios de inclusão. Os pacientes eram todos masculinos, com lesões apenas em membros inferiores e mediana de idade de 23 anos [16-47]. A expressão de TLR2, TLR4 e TLR9 na epiderme da pele normal foi alta. Quando comparados com pele normal, tanto TLR4 quanto TLR2 mostraram menor expressão no epitélio dos pacientes com leishmaniose e não houve expressão de TLR9. A média de células expressando TLR2 na derme foi de 136,36±82,46 células/mm2, ao passo que a média de células expressando TLR4 foi de 3,21±4,11 células/mm2. A contagem de TLR9 foi de 86,15±88,36 células/mm2 predominando em áreas de formação de granulomas. A regressão linear não demonstrou relação entre a contagem de células marcadas ou citocinas com TLR2 ou TLR4. O aumento proporcional da expressão de TLR9 relacionou-se com maior expressão de IL-12 e IL-4 (p < 0,05). A dupla marcação demonstrou que os macrófagos expressaram TLR2. A dupla marcação não mostrou expressão de TLR2 nas células dendríticas e nas células NK. Conclusão: A leishmaniose cutânea localizada associa-se com a presença de TLR2, TLR4 e TLR9. No epitélio a expressão de TLR2 e TLR4 em pacientes com leishmaniose está diminuída em relação aos pacientes controles. A expressão do TLR2 na derme é estatisticamente maior que a de TLR4 e TLR9, a qual é expressa pelos macrófagos. A expressão de TLR9 ocorre principalmente nas áreas de granulomas havendo relação com a expressão de IL-12 e IL-4 / Introduction: One of the first systems of defense against microorganisms is the Toll-like receptors (TLRs) pathway. The activation of these receptors promotes the cytokine synthesis, initiating the innate immune response. In animal models, TLR2, TLR4 and TLR9 appear to be related to the recognition of antigens of Leishmania. The relationship between TLRs and Leishmania can be a key mechanism in the development of the disease or it control. Until now, there are not studies about TLRs in human cutaneous leishmaniasis. Objective: To determine the expression pattern and the cells associated with TLR2, TLR4 and TLR9 in cutaneous leishmaniasis. The secondary objective is to correlate the amount of TLRs with the amount of cytokines and inflammatory cells. Methods: One hundred biopsies from patients with cutaneous leishmaniasis caused by Leishmania (V.) braziliensis were initially selected. Only confirmed cases of cutaneous leishmaniasis were included in the analysis (presence of amastigotes in the scraping, positive Montenegro test, immunohistochemistry with the presence of Leishmania antigens and polymerase chain reaction with DNA from Leishmania (V.) braziliensis. A control group (4 cases) of normal skin was included for comparison. The expression of TLR2, TLR4 and TLR9 was determined by immunohistochemistry, as well as cell phenotypes (NK cells, macrophages, dendritic cells, CD4 and CD8) and cytokines (IL-1, IL-6, IL-12, TNF-alpha, IFN-gamma). Double-staining was used to determine the cells expressing TLRs. Semi-quantitative analysis was used for evaluation of the expression of TLRs in the epidermis. Quantitative analysis was performed to evaluate the expression in the dermis. The level of significance was defined as p <0.05. Results: 12 cases fulfilled inclusion criteria. The patients were all male, with lesions in lower limbs and median age of 23 years [16-47]. The expression of TLR2 and TLR4 in the epidermis of normal skin was high. When compared with normal skin, TLR2 and TLR4 showed lower expression in the epidermis. There was no expression of TLR9 in the epidermis in cases of cutaneous leishmaniasis and normal skin. The mean number of cells expressing TLR2 in the dermis was 136.36±82.46 cells/mm2, while the average of cells expressing TLR4 was 3.21±4.11 cells/mm2. The count of TLR9 was 86.15±88.36 cells/mm2, and it was found mainly in the areas of granuloma formation. Linear regression showed no relationship between the number of labeled cells or cytokines with TLR2 or TLR4. There was an association between TLR9 and two cytokines (IL-12 and IL-4). This correlation suggested that the proportional increase in the expression of TLR9 was related to greater expression of IL-12 and IL-4 (p<0.05). The double staining showed that macrophages and endothelial cells expressed TLR2. The double staining showed no expression of TLR2 in dendritic cells and NK cells. Conclusion: The localized cutaneous leishmaniasis associated with the presence of TLR2, TLR4 and TLR9. The expression of TLR2 in the dermis was statistically greater than that of TLR4 and TLR9, which is expressed by macrophages. The expression of TLR9 occurs primarily in the areas of granulomas was associated with the expression of IL-12 and IL-4

Um papel importante foi atribuído ao receptor toll-like 4 (TLR4) no desenvolvimento da placa aterosclerótica. O TLR4 foi primeiramente descrito como um receptor para bactérias gram-negativas; posteriormente foi demonstrado que sua expressão está aumentada em placas ateroscleróticas e que pacientes que possuem um polimorfismo disfuncional do TLR4 são menos suscetíveis ao desenvolvimento dessa doença. Portanto, o objetivo desse estudo foi o de investigar, em um modelo experimental de aterosclerose, a influência da deleção do TLR4 na formação e morfologia da placa aterosclerótica, no perfil lipídico e em marcadores inflamatórios. Camundongos duplo knockout (DKO), deficientes no receptor de LDL e TLR4, foram gerados cruzando-se camundongos deficientes para o receptor de LDL (LDLrKO) com camundongos deficientes para o TLR4 (TLR4KO). Todos os grupos receberam dieta rica em gordura e colesterol por 12 semanas. As concentrações plasmáticas de colesterol e triglicérides foram medidas por ensaio colorimétrico. Cortes seriados da raiz aórtica foram corados com Oil red O e as áreas de lesão quantificadas por analisador de imagens. O colágeno foi medido por coloração de picrossirius. A formação de nitrotirosina e expressão de CD40L, MMP9 e iNOS nas placas foram feitas por imunohistoquímica. As comparações foram feitas por ANOVA com pós teste de Student Newman-Keuls. Os dados foram expressos como média ± EPM. Camundongos DKO desenvolveram placas menores que camundongos LDLrKO (117.6 ±1.4 vs 198.8 ± 3.3 104m2). Camundongos TLR4KO não formaram placa. As placas dos camundongos DKO apresentaram menor núcleo lipídico que as dos LDLrKO (76.2± 13.2 vs 161.7 ± 2.9 104m2). O colágeno ao redor do núcleo lipídico é maior nos camundongos DKO do que nos LDLrKO (24.9 ± 1.8 vs 16.5 ± 2.5 % da placa). A distribuição do colágeno nos camundongos DKO ocorre principalmente ao redor da placa, de forma mais organizada, enquanto que nos LDLrKO onde sua distribuição é mais difusa. As placas dos camundongos DKO apresentaram menor expressão de CD40L e iNOS do que as dos LDLrKO (13.1 ± 0.7 vs 18.5 ± 2.5 AU e 7.7 ± 0.9 vs 10.2 ± 0.4 AU, respectivamente). A expressão de MMP9 foi menor nas placas dos camundongos DKO do que as dos LDLrKO (2.99 ± 0.3 vs 1.99 ± 0.2 AU). A marcação para nitrotirosina foi maior nos camundongos LDLrKO quando comparada com as dos grupos DKO e TLR4KO (142.89 ± 208.5, 77.16 ± 227.7 e 71.73 ± 95.9 10m2, respectivamente). Todos esses resultados sugerem que o processo inflamatório é menor na ausência do TLR4. As concentrações plasmáticas de colesterol não foram diferentes entre os grupos LDLrKO e DKO mas os camundongos LDLrKO apresentaram concentrações plasmáticas de triglicérides maiores do que os camundongos DKO após a dieta (265.2 ± 27.6 vs 150.5 ± 8.8 mg/dL). O receptor toll-like 4 influencia na estrutura e formação da placa aterosclerótica independentemente dos níveis séricos de colesterol / A crucial role has been suggested for toll-like receptor 4 (TLR4) in atherosclerotic plaque formation and development. TLR4 was described primarily, as a receptor for gram-negative bacteria lipopolisacharide; later it was showed that its expression is increased in atherosclerotic plaques and patients that carries a TLR4 dysfunctional polymorphism are less susceptible to development of this disease. Therefore, the aim of this study was to investigate, in an experimental model of atherosclerosis, the influence of TLR4 deletion in atherosclerotic plaque formation and morphology, cholesterol profile and inflammatory markers. Double knockout mice (DKO), deficient in LDL receptor and TLR4, were generated by breeding LDL receptor knockout mice (LDLrKO) with TLR4 knockout mice (TLR4KO). All three experimental groups, LDLrKO, TLR4KO and DKO were fed a high fat-cholesterol diet for 12 weeks. Plasma cholesterol and triacylglicerol concentrations were measured by colorimetric assay. Cross sections of aortic sinus were stained with Oil red O and lesion areas were quantified by an image analyzer. Collagen content was measured by picrossirius staining. We also measured nitrotyrosine formation, CD40L, MMP9 and iNOS expression by immunohistochemistry. Comparisons were made by ANOVA followed by Student-Newman-Keuls post- test. Data are mean ± SEM. DKO mice developed smaller plaques than LDLrKO mice (117.6 ±1.4 vs 198.8 ± 3.3 104m2). TLR4KO mice developed no plaque. Plaques from DKO mice have also a smaller lipid core than the ones from LDLrKO mice (76.2± 13.2 vs 161.7 ± 2.9 104m2). Collagen content around the lipid core is higher in DKO mice compared to LDLrKO mice (24.9 ± 1.8 vs 16.5 ± 2.5 % of the whole plaque). Interestingly, collagen distribution in DKO mice seems to occur mainly on the plaque periphery, in a more organized manner, while in LDLrKO mice it is fuzzier, being present also inside the plaque. Plaques from DKO present lower expression of CD40L and iNOS than LDLrKO mice (13.1 ± 0.7 vs 18.5 ± 2.5 AU and 7.7 ± 0.9 vs 10.2 ± 0.4 AU, respectively). MMP9 expression is lower in DKO mice as compared to LDLrKO mice (2.99 ± 0.3 vs 1.99 ± 0.2 AU). Nitrotyrosine staining was higher in LDLrKO mice as compared to DKO and TLR4KO groups (142. 89 ± 208.5, 77.16 ± 227.7 and 71.73 ± 95.9 10m2, respectively). All together, these findings suggest that inflammatory process is milder in the absence of TLR4. Serum cholesterol were not different between LDLrKO and DKO mice but LDLrKO presented higher triacylglicerol serum levels after 12 weeks on high fat high cholesterol diet as compared to DKO mice (265.2 ± 27.6 vs 150.5 ± 8.8). Toll like receptor 4 influences atherosclerotic plaque formation and structure independently from serum cholesterol levels

Os fibroblastos são atualmente considerados componentes ativos da resposta imune porque estas células expressam receptores do tipo Toll (TLRs), são capazes de reconhecer padrões moleculares associados a patógenos e mediar a produção de citocinas e quimiocinas durante a inflamação. A resposta imune inata do hospedeiro a lipopolissacarídeos (LPS) de Porphyromonas gingivalis é incomum, já que diferentes estudos relataram que este LPS pode ser um agonista para TLR2 e um antagonista ou agonista para TLR4. A sinalização por TLRs envolve proteínas adaptadoras, como MyD88 e TRAM, que são necessárias para a transdução do sinal até o núcleo para que ocorra a transcrição de RNAm para os mediadores da inflamação. O objetivo deste estudo foi investigar e comparar se a sinalização por meio de TLR2 ou TLR4 poderia afetar a produção de Interleucina (IL)-6, IL-8 e CXCL12 em fibroblastos humanos gengivais (HGF) e fibroblastos humanos de ligamento periodontal (HPLF). Objetivamos também comparar a participação das moléculas adaptadoras MyD88 e TRAM na expressão do RNAm dos mesmos alvos. Material e Métodos: Após silenciamento mediado por RNA de interferência de TLR2, TLR4, MyD88 ou TRAM, confirmado por RT-qPCR, HGF e HPLF, provenientes de três dadores voluntários, foram estimulados com LPS de Porphyromonas gingivalis ou com dois agonistas sintéticos de TLR2, Pam2CSK4 e Pam3CSK4, por 6 horas. A expressão do RNAm e das proteínas IL-6, IL-8, e CXCL12 foram avaliados por qRT-PCR e ELISA, respectivamente. Resultados: A expressão do RNAm de TLR2 foi regulada em HGF, mas não em HPLF por todos os estímulos. O silenciamento de TLR2 diminuiu IL-6 e IL-8 em resposta ao LPS de P. gingivalis, Pam2CSK4 e Pam3CSK4 de maneira semelhante, em ambas as subpopulações de fibroblastos (p<0,05). Por outro lado, a produção de CXCL12 permaneceu inalterada pelo silenciamento de TLR2 ou TLR4. No caso do silenciamento de MyD88 e TRAM, em ambos os subtipos de fibroblastos, o RNAm para os mesmos alvos também teve sua expressão diminuída (p<0,05). Já a expressão constitutiva de CXCL12 foi aumentada com o silenciamento de MyD88 ou TRAM (p<0,05). Conclusão: Estes resultados sugerem que a sinalização por meio de TLR2, por fibroblastos, as células residentes mais numerosas em gengiva e ligamento periodontal, pode controlar a produção de IL-6 e IL-8, que por sua vez contribuem para a patogênese periodontal, mas não interfere nos níveis de CXCL12, uma quimiocina importante no processo de reparação. Concluímos também que o silenciamento de MyD88 ou TRAM é capaz de diminuir o aumento da transcrição gênica de IL-6 e IL-8 provocado por LPS de P. gingivalis, embora a expressão constitutiva de CXCL12 seja regulada positivamente. / Fibroblasts are now seen as active components of the immune response because these cells express Toll-like receptors (TLRs), recognize pathogen associated molecular patterns and mediate the production of cytokines and chemokines during inflammation. The innate host response to lipopolysaccharide (LPS) from Porphyromonas gingivalis is unusual in that different studies have reported that it can be an agonist for TLR2 and an antagonist or agonist for TLR4. TLRs signaling pathway involves adaptor proteins, like MyD88 and TRAM, which are crucial for signal transduction to the nucleus and mRNA expression of inflammatory mediators. This study investigated and compared whether signaling through TLR2 or TLR4 could affect the production of IL-6, IL-8 and CXCL12 in both human gingival fibroblasts (HGF) and human periodontal ligament fibroblasts (HPLF). The role of MyD88 and TRAM on the mRNA expression of the same targets were also evaluated. Methods: After small interfering RNA-mediated silencing of TLR2, TLR4, MyD88 or TRAM, confirmed by RT-qPCR, HGF and HPLF from three volunteer donors were stimulated with P. gingivalis LPS or with two synthetic ligands of TLR2, Pam2CSK4 and Pam3CSK4, for 6 hours. IL-6, IL-8, and CXCL12 mRNA expression and protein production were evaluated by RT-qPCR and ELISA, respectively. Results: TLR2 mRNA expression was upregulated in HGF but not in HPLF by all the stimuli applied. Knockdown of TLR2 decreased IL-6 and IL-8 in response to P. gingivalis LPS, Pam2CSK4 and Pam3CSK4 in a similar manner in both fibroblasts subpopulations. Conversely, CXCL12 remained unchanged by TLR2 or TLR4 silencing. For MyD88 or TRAM silencing, IL-6 and IL-8 mRNA were also decreased, in both fibroblasts subtypes. However CXCL12 mRNA constitutive expression was increased by siMyD88 or siTRAM. Conclusion: These results suggest that signaling through TLR2 by fibroblasts, the most numerous resident cells in gingiva and periodontal ligament, may control the production of IL-6 and IL-8, which in turn contribute to periodontal pathogenesis, but does not interfere with CXCL12 levels, an important chemokine in the repair process. Also, MyD88 or TRAM knockdown may decrease the IL-6 and IL-8 LPS-induced upregulation and increase the constitutive CXCL12 mRNA.

Orientador: Licio Augusto Velloso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, FAculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-13T01:44:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Milanski_Marciane_D.pdf: 2914055 bytes, checksum: 1a193ceb5c3d57d45f216d921184dc50 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O consumo de dietas ricas em gordura é o mais importante fator ambiental que contribui para o aumento da prevalência de obesidade na sociedade moderna. Em modelos animais com obesidade, induzida por dieta, a ativação da resposta inflamatória no hipotálamo produz resistência molecular e funcional aos hormônios anorexigênicos insulina e leptina, o que resulta em defeitos no controle da ingestão alimentar e do gasto energético. Para explorar a hipótese de que ácidos graxos podem desencadear resposta inflamatória e aumentar a expressão de citocinas no hipotálamo por induzir a ativação de TLR2/4 e/ou estresse de RE, ratos foram canulados e submetidos ao tratamento, por via intracerebroventricular (icv), com ácido graxo saturado e em seguida o extrato de proteínas hipotalâmicas foi obtido para determinação da expressão de proteínas por imunoblot. A localização de marcadores inflamatórios foi obtida por imunohistoquímica. Observou-se que ácidos graxos saturados de cadeia longa ativam predominantemente TLR4, o que determina não só a indução da expressão local de citocinas, mas também promove estresse de RE. Ratos alimentados com dieta hiperlipídica rica em ácidos graxos monoinsaturados não desenvolveram resistência hipotalâmica à leptina, enquanto que a mutação com perda da função do TLR4 e a inibição imunofarmacológica do TLR4 protegeu os camundongos da obesidade induzida por dieta. O TLR4 age como um alvo molecular predominante para ácidos graxos saturados no hipotálamo, o que desencadea resposta inflamatória e resistência a sinais anorexigênicos. Assim, conclui-se que ácidos graxos saturados ativam as vias de TLR2/TLR4 e estresse de RE em hipotálamo sendo a ativação mais significativa para TLR4, o que, por sua vez, determina a indução de estresse de RE. O TLR4 é um importante mediador da disfunção hipotalâmica durante o desenvolvimento da obesidade, como esse é um fenômeno importante durante a instalação da obesidade, esse receptor é um alvo terapêutico atrativo para tal condição epidêmica / Abstract: In animal models of diet-induced obesity, the activation of an inflammatory response in the hypothalamus produces molecular and functional resistance to the anorexigenic hormones insulin and leptin. The primary events triggered by dietary fats that ultimately lead to hypothalamic cytokine expression and inflammatory signaling are unknown. Here, we test the hypothesis that dietary fats act through the activation of Toll-like receptors 2/4 and endoplasmic reticulum stress to induce cytokine expression in the hypothalamus of rodents. Rats were treated icv with different types of fatty acids and hypothalamic protein extracts were obtained for determination of inflammatory and endoplasmic reticulum stress protein expression by immunoblot. Localization of inflammatory markers were performed by immunohistochemistry. Long-chain saturated fatty acids activate predominantly Toll-like receptor 4 signaling, which determines not only the induction of local cytokine expression but also promotes endoplasmic reticulum stress. Rats fed on a monounsaturated fat-rich diet do not develop hypothalamic leptin resistance, while Toll-like receptor 4 loss-of-function mutation and immunopharmacological inhibition of Toll-like receptor 4 protects mice from diet induced obesity. Toll-like receptor 4 acts as a predominant molecular target for saturated fatty acids in the hypothalamus, triggering the intracellular signaling network that induces an inflammatory response and determines the resistance to anorexigenic signals / Doutorado / Ciencias Basicas / Doutor em Clínica Médica

Orientador: Mario Jose Abdalla Saad / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:34:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tsukumo_DanielaMitiLemos_D.pdf: 7330041 bytes, checksum: 384133bd9ed3dd468d57225845733901 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Estudos recentes demonstram que a obesidade está associada com a resistência à insulina e com um estado de inflamação crônica subclínica. Os ¿Toll-Like Receptors¿ (TLRs) têm um papel fundamental na ativação do sistema imune através do reconhecimento de antígenos de microorganismos. O TLR4 é um subtipo de TLRs que é ativado pelo lipopolissacarídeo de bactérias gram-negativas e por outros agonistas, como os ácidos graxos saturados. A ativação do TLR4 estimula vias inflamatórias relacionadas à indução de resistência à insulina, como a JNK e a IKKß. Neste estudo, demonstrou-se que camundongos C3H/HeJ, que apresentam uma mutação inativadora do TLR4, estão protegidos da obesidade e da resistência à insulina induzidas por dieta hiperlipídica. Além disso, músculos sóleos isolados de camundongos C3H/HeJ estão protegidos da resistência à insulina induzida por ácidos graxos. Camundongos C3H/HeJ tratados com dieta hiperlipídica (DH) apresentam um menor ganho de peso, maior tolerância à glicose e maior sensibilidade à insulina em relação aos controles em DH. A análise morfométrica do tecido adiposo evidenciou que os adipócitos dos camundongos C3H/HeJ em DH são 30% menores em relação aos adipócitos dos camundongos controle tratados com a mesma dieta. Foi evidenciada uma maior fosforilação em tirosina do IRS-1 e maior fosforilação da Akt, após estímulo com insulina, em músculo, tecido adiposo e fígado de camundongos C3H/HeJ tratados com DH em relação aos controles. Observou-se uma maior ativação da JNK, da IKKß e da iNOS em músculo, tecido adiposo e fígado de animais controle tratados com DH quando comparado com camundongos C3H/HeJ tratados com a mesma dieta. O tratamento com palmitato reduziu a captação de glicose e a síntese de glicogênio em 40-50% em músculo sóleo isolado de camundongos controle, mas este efeito não foi observado em músculo sóleo isolado de camundongos C3H/HeJ. Em resumo, o nosso estudo demonstra que a inativação do TLR4 previne a obesidade induzida por dieta, a ativação da IKKß, da JNK, a resistência à insulina em camundongos em DH, além da resistência à insulina induzida por palmitato em músculo isolado. O estudo sugere que o TLR4 tem um papel importante na interligação entre o sistema imune inato e a resistência à insulina, sendo um possível alvo terapêutico para a obesidade, resistência à insulina e diabetes mellitus tipo 2 / Abstract: Obesity is associated with insulin resistance and a state of abnormal inflammatory response. The Toll-like receptor 4 (TLR4) has an important role in inflammation and immunity and its expression has been reported in most tissues of the body, including the insulin-sensitive ones. Since it is activated by lipopolysaccharide (LPS) and saturated fatty acids, which are inducers of insulin resistance, TLR4 may be a candidate for participation in the cross-talk between inflammatory and metabolic signals. Here, we show that C3H/HeJ mice, which have a loss-of-function mutation in TLR4, are protected against the development of diet-induced obesity. In addition, these mice demonstrate decreased adiposity, increased oxygen consumption, a decreased respiratory exchange ratio, improved insulin sensitivity and enhanced insulin signaling capacity in adipose tissue, muscle and liver, as compared to control mice during high fat feeding. Moreover, in these tissues, control mice fed on a high fat diet show an increase in IKKß and JNK activity, which is prevented in C3H/HeJ mice. In isolated muscles from C3H/HeJ a protection from saturated fatty acid-induced insulin resistance is observed. Thus, TLR4 appears to be an important mediator of obesity and insulin resistance and a potential target for the therapy of these highly prevalent medical conditions / Doutorado / Ciencia Basica / Doutor em Clínica Médica

Orientadores: Maria Heloisa Souza Lima Blotta, Ronei Luciano Mamoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-12T03:44:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonfim_CamilaVicente_M.pdf: 3813230 bytes, checksum: eb3f394047f0186a26e4456a537b819c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A paracoccidioidomicose é uma micose sistêmica causada pelo fungo dimórfico Paracoccidioides brasiliensis, que pode apresentar-se sob diferentes formas clínicas, dependendo da resposta imunológica do hospedeiro. Trabalhos recentes têm demonstrado a importância da resposta inata no direcionamento da resposta adaptativa. Células do sistema imune inato reconhecem patógenos por meio de receptores de reconhecimento padrão (PRRs). Dentre esses, podemos destacar a família dos receptores do tipo Toll (TLRs) e dos receptores de lectina do tipo C (CLRs), que possuem membros capazes de reconhecer antígenos fúngicos. Nosso trabalho teve por objetivo avaliar a expressão de TLR-1, TLR-2, TLR-4 e dectina-1 (CLR) em macrófagos e neutrófilos de indivíduos saudáveis, após exposição a células leveduriformes das cepas de alta (Pb 18) e baixa (Pb265) virulência de P. brasiliensis. Como controle positivo foram utilizados os ligantes específicos para TLR-4 (LPS) e TLR-2 e dectina-1 (zimosan). A análise por citometria de fluxo revelou a redução da expressão de TLRs e dectina-1, mais evidente em monócitos do que em neutrófilos e após 30 minutos de estimulação, indicando que o reconhecimento dos antígenos fúngicos resulta na rápida internalização dos receptores. Houve uma tendência a um aumento da expressão relativa do RNAm de TLR-2 e dectina-1 em resposta à estimulação fúngica, em especial à cepa Pb265. A análise da produção de citocinas (RNAm e proteína) mostrou que as células fúngicas induzem a produção de citocinas inflamatórias e anti-inflamatórias, mas razão TNF-a/IL-10 diminuída em resposta ao zimosan e leveduras Pb265 indica uma produção relativa maior IL-10 nestas condições, enquanto que o estímulo com Pb18 privilegia a produção de TNF-a. Leveduras de P. brasiliensis também estimulam a elevada produção de PGE2 tanto por macrófagos como por neutrófilos, indicando a importância deste mediador na relação parasita-hospedeiro. Em conjunto, nossos resultados sugerem a participação do TLR-2, TLR-4 e dectina-1 no reconhecimento e internalização do fungo, e conseqüente ativação da resposta imunológica ao P. brasiliensis. Além disso, no caso da infecção por Pb265 a indução de uma resposta inflamatória exacerbada seria contrabalançada pela maior produção de IL-10, o que levaria a um melhor controle da infecção pelo hospedeiro. / Abstract: Paracoccidioidomycosis (PCM) is an endemic mycosis in Latin America caused by the dimorphic fungus Paracoccidioides brasiliensis. The pattern of the immune responses to P. brasiliensis determines the disease progression and clinical outcome. Innate immune response is mediated by phagocytic cells, such as macrophage and neutrophils, which ingest and kill invading pathogens and then trigger the adaptive immune system through the secretion of cytokines and chemokines. The C-type like lectin receptors (CLR) and Toll-like receptors (TLRs) are the two main PRRs for fungal cells. The purpose of the present study was to evaluate the expression of TLR-1, TLR-2, TLR-4 and dectin-1 (CLR) in monocytes and neutrophils from healthy individuals after stimulation with Pb18 (high virulence) and Pb265 (low virulence) yeasts of P. brasiliensis. As positive controls we used specific ligands to TLR-4 (LPS), TLR-2 and dectin-1 (zymosan). Our results demonstrated a decreased of TLRs and dectin-1 expression more evident on monocytes than on neutrophils as soon as 30 minutes after yeast cells stimulation. This decrease was similar to the one caused by zymosan stimulation and indicates that up binding the complexes are rapidly internalized. There was a tendency towards an increased TLR2 and dectin-1 mRNA expression in response to fungal cells, mainly Pb265. P. brasiliensis yeast cells induced the production of proinflammatory and antinflammatory cytokines (mRNA and protein) but the low ratio between TNF-a and IL-10 in response to zymosan and Pb265 point out to a preferential production of IL-10, while Pb18 predominantly induced TNF-a secretion. P. brasiliensis yeast cells also induced an elevated PGE2 production by monocytes and neutrophils showing the important role of this mediator in fungushost relationship. Altogether our results suggest the participation of TLR2, TLR-4 and dectin-1 in P. brasiliensis recognition and internalization and consequent activation of the immune response against the fungus. Moreover, concerning Pb265 stimulation the induction of an exacerbate inflammatory response could be counterbalanced by an increased IL-10 production, resulting in an efficient control of the infection by the host. / Mestrado / Ciencias Biomedicas / Mestre em Ciências Médicas