Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Visceral leishmaniasis is a neglected disease caused by Leishmania infantum in Brazil. The Ecto-NTPDase activities, described in various parasites including Leishmania, is involved in adhesion, infection and virulence of these parasites, functioning as a molecular mechanism able to modulate the host immune response and promoting the disease progression. E-NTPDases are enzymes that hydrolyze nucleotides tri and/or di-phosphate into monophosphate products. The extracellular metabolism of these nucleotides has an important role in infection by L. infantum and other intracellular pathogens. These nucleotides are powerful extracellular signals involved in various cellular processes, which are part of the purinergic signalling that modulates the immune response. The objective of this study was to evaluate the role of ecto-NTPDase activities in adherence and infection of L. infantum in human macrophages. The ecto-NTPDase activities of parasites were evaluated in four different media or conditions: (1) purine-depleted, (2) adenosine-enriched, (3) with inhibitor of ecto-NTPDase activities, and (4) with anti-E antibody NTPDase 1. The effects of these treatments on the adhesion and infection of these parasites in human macrophages were investigated. Immunolocalization of the E-NTPDase in the membrane of L. infantum was also evaluated. The ecto-nucleotidase activity is modulated according to the availability of adenosine in the medium. Parasites cultivated in a purine-depleted medium showed increased hydrolytic capacity of nucleotides and higher infectivity. Parasites grown in adenosine-enriched medium had lower ecto-nucleotidase activity and infectivity. Growing parasites with an inhibitor of Ecto-NTPDase activities led to an increase in the adherence of Leishmania to non-phagocytic cells. E-NTPDase enzymes responsible for the hydrolysis of nucleotides are present in the membrane of L. infantum. The higher hydrolysis capacity is associated with increased adhesion capacity and infection of these parasites in human macrophages. / A Leishmaniose visceral é uma doença negligenciada causada, no Brasil, pelo protozoário Leishmania infantum. A atividade ecto-nucleotidásica descrita em vários parasitos incluindo Leishmania sp está associada à nutrição, adesão, infecção e virulência destes, funcionando como um mecanismo molecular capaz de modular a resposta imune do hospedeiro, favorecendo a progressão da doença. As ecto-nucleotidases da família E-NTPDases são enzimas capazes de hidrolisar nucleotídeos tri e/ou di-fosfatados em seus produtos monofosfatados. O metabolismo extracelular destes nucleotídeos tem um papel importante na infecção por L. infantum e outros patógenos intracelulares. Estes nucleotídeos extracelulares são potentes sinalizadores envolvidos em vários processos celulares, incluindo a sinalização purinérgica que está relacionada à modulação da resposta imune. O objetivo deste trabalho foi avaliar o papel da atividade ecto-nucleotidásica em L. infantum na adesão e infecção de macrófagos humanos. Avaliação da atividade ecto-nucleotidásica de parasitos crescidos em meio depletado de purina, meio enriquecido com adenosina, incubados previamente com inibidor da atividade NTPDásica, ou na presença do anticorpo Anti E-NTPDase 1 e investigar os efeitos desses tratamentos na adesão e infecção desses parasitos em macrófagos humanos. A atividade ecto-nucleotidásica dos parasitas foram avaliadas em quatro condições diferentes: (1) na meio depletado de purina, (2) meio enriquecido com adenosina, (3) com o inibidor da atividade ecto-nucleotidásica, e (4) incubada com anticorpo anti-E NTPDase 1. foram investigados os efeitos desses tratamentos sobre a adesão e infecção destes parasitas em macrófagos humanos. Imunodetectamos a presença de E-NTPDases presentes na membrana de L. infantum, e comparamos a atividade ecto-nucleotidásica de diferentes cepas de L. infantum. A atividade ecto-nucleotidásica, é modulada de acordo com a disponibilidade de adenosina do meio, parasitos cultivados em meio depletado de purina apresentaram o aumento da capacidade hidrolítica de nucleotídeos, e maior capacidade infectiva, os parasitos cultivados em meio suplementado com adenosina apresentaram uma menor atividade ecto-nucleotidásica e uma redução de 30% na capacidade infectiva. O aumento da atividade ecto-nucleotidásica levou a um aumento na adesão em células não fagocíticas. As enzimas E-NTPDases estão presentes na membrana de L. infantum. Concluímos que atividade ecto-nucleotidásica está associada a maior capacidade de adesão e infecção destes parasitos in vitro.

O diabetes mellitus tipo I (DMI) é uma doença crônica autoimune caracterizada por hiperglicemia devido à destruição das células beta pancreáticas produtoras de insulina. Ao final de 30 dias da indução do diabetes por estreptozotocina, os macrófagos peritoneais residentes dos animais diabéticos apresentaram aumento de RNAm de citocinas e quimiocinas inflamatórias, secreção de óxido nítrico, expressão de NLRP3, iNOS e PARP1 e da atividade da via glicolítica. Perfil pró-inflamatório também foi observado em macrófagos peritoneais de animais NOD (non-obese diabetic). Camundongos diabéticos deficientes em NLRP3 (NLRP3 KO) apresentaram diminuição na expressão de iNOS, PARP1 e na produção de NO em relação aos macrófagos dos animais diabéticos selvagens. O estado diabético tipo I influenciou o perfil dos macrófagos peritoneais residentes, causando aumento na produção de NO, via NLRP3-PARP1-iNOS, expressão de citocinas pró-inflamatórias, receptores de quimiocinas e da atividade glicolítica. O tratamento com DHA (ômega-3) ex-vivo reverteu este perfil e atenuou o quadro pró-inflamatório por diminuição da produção de NO e da expressão de citocinas pró-inflamatórias. / Type I diabetes mellitus (DMI) is a chronic autoimmune disease characterized by hyperglycemia due to the destruction of insulin-producing pancreatic beta cells. At the end of 30 days after type I diabetes induced by streptozotocin, macrophages from diabetic animals had increased expressions of inflammatory cytokines and chemokines, secretion of nitric oxide, expression of NLRP3, iNOS and PARP1, and glycolytic activity compared to the cells from control animals. Proinflammatory features was also observed in peritoneal macrophages of NOD (non-obese diabetic) animals. Macrophages from NLRP3 deficient diabetic mice (NLRP3 KO) had decreased expression of iNOS, PARP1 and of NO production when compared to cells from wild type animals. The type I diabetic state led to a proinflammatory feature in resident peritoneal macrophages by increasing NO production, via the NLRP3-PARP1-iNOS pathway, expressions of proinflammatory cytokines, chemokine receptors and glycolytic activity. In contrast, ex-vivo treatment with DHA (omega-3) reversed this profile and attenuated the proinflammatory state by reducing NO production and expression of proinflammatory cytokines.

As doenças cardiovasculares são a principal causa de mortalidade no mundo. A aterosclerose é a base fisiopatológica dessas doenças, sendo definida como um processo crônico-inflamatório multifatorial, resultando da interação de diferentes células como linfócitos, macrófagos, células endoteliais e células musculares lisas na parede arterial. A lipoproteína de baixa densidade eletronegativa [LDL(-)], uma subfração modificada da LDL nativa, desempenha um papel-chave na aterosclerose, uma vez que as modificações sofridas por esta partícula são capazes de induzir o acúmulo de ésteres de colesterol em macrófagos e a subsequente formação de células espumosas. O sistema imunológico é crucial no processo aterogênico e estratégias terapêuticas direcionadas à imunoregulação deste processo têm sido utilizadas como novas alternativas tanto na prevenção do desenvolvimento quanto da progressão desta doença. Dentre essas estratégias, destaca-se o uso de fragmentos de anticorpos como o scFv (do inglês, single chain fragment variable), que podem ainda estar conjugados a nanopartículas com o intuito de aumentar sua eficiência de ação no organismo. Diante do papel da LDL(-) na aterosclerose, este projeto objetivou avaliar os efeitos in vitro e in vivo de um sistema nanoestruturado contendo fragmentos scFv anti-LDL(-) derivatizados na superfície de nanocápsulas sobre macrófagos murinos e humanos primários e em camundongos knockout para o gene do receptor da LDL (Ldlr-/-) no desenvolvimento e na progressão dessa doença. Demonstrou-se que o tratamento de macrófagos com a formulação scFv anti-LDL(-)-MCMN-Zn diminuiu de forma significativa a captação de LDL(-), assim como a expressão de IL-1β (mRNA e proteína) e MCP-1 (mRNA). Foi demonstrada a internalização da nanoformulação pelos macrófagos via diferentes mecanismos de endocitose, demonstrando seu potencial uso como carreador de fármacos. In vivo, a nanoformulação diminuiu de forma significativa a área da lesão aterosclerótica em camundongos Ldlr-/- submetidos à avaliação pela técnica de tomografia por emissão de pósitrons (do inglês, PET), utilizando o radiotraçador 18F-FDG (18F-desoxiglicose), associada à tomografia computadorizada (CT) com agente de contraste iodado, além da análise morfométrica das lesões no arco aórtico. O conjunto dos resultados obtidos evidenciou a ação ateroprotetora da formulação scFv anti-LDL(-)-MCMN-Zn, reforçando seu potencial como estratégia terapêutica na aterosclerose. / Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality worldwide. Atherosclerosis is the pathophysiological basis of these diseases, defined as a chronic inflammatory multifactorial process, resulting from the interaction of several cells such as lymphocytes macrophages, endothelial cells and smooth muscle cells within the arterial wall. The electronegative low-density lipoprotein [LDL(-)], a modified subfraction of native LDL, plays a key role in atherosclerosis, since its modifications are capable of inducing the accumulation of cholesteryl esters in macrophages and the subsequent foam cells formation. The immune system is crucial in atherogenic process and therapeutic strategies directed to the immunoregulation of this process have been used as a new alternative in the prevention of the development as well as the progression of this disease. Among these strategies, it is the use of antibody fragments such as scFv (single chain fragment variable), which may be also conjugated to nanoparticles in order to increase their efficiency in the body. Given the role of LDL(-) in atherosclerosis, the aim of this project was to evaluate the in vitro and in vivo effects of a nanostructured system containing scFv anti-LDL(-) fragments derivatized on the surface of nanocapsules on murine and human primary macrophages and in the development and progression of the disease in LDL receptor knockout mice (Ldlr-/-). It was demonstrated that the treatment of macrophages with scFv anti-LDL(-)-MCMN-Zn formulation significantly decreases the uptake of LDL(-) and the expression IL-1β (mRNA and protein) and MCP-1 (mRNA). Moreover, the internalization of the nanoformulation by macrophages through different endocytosis mechanisms was shown, demonstrating its potential use as a nanocarrier. In vivo, the nanoformulation decreased the area of atherosclerotic lesions in Ldlr-/- mice evaluated by positron emission tomography with 18F-FDG associated with computed tomography with iodinated contrast agent (PET/CT), besides the lesion morphometric analysis at the aortic arch Thus, these data provide evidence of the atheroprotection action of the ateroprotection action of the scFv anti-LDL(-)-MCMN-Zn formulation, suggesting its promising use as a therapeutic strategy for atherosclerosis.