Macrophages are a natural target cell for HIV-1 infection, and they contribute to the development of disease as they are important for transmission, dissemination and persistence of the virus in an infected patient. Macrophages are less well-studied than T cells and cell lines in relation to HIV-1 infection, yet macrophages are highly specialised and key aspects of the HIV-1 life cycle in these cells are already known to differ compared to other cell types. HIV-1 entry into macrophages has been suggested to occur by macropinocytosis, however the entry route in these cells has not been fully characterised. In this thesis I have tested a panel of pharmacological inhibitors of cellular proteins and uptake pathways, in order to delineate the requirements for HIV-1 entry into macrophages and to determine the nature of the entry route. My findings suggest that the following host factors are important for entry; membrane cholesterol, actin rearrangements, dynamin, sodium-hydrogen exchange, Pak1, and Rac. Other factors including clathrin, PI-3 kinase, Rho kinase and some isoforms of PKC were found to be dispensable for infection or to inhibit infection. Macrophages are a heterogeneous group of cells, and tissue macrophages from different parts of the body differ in their morphology, phenotype and function. I have used the growth factors M-CSF and GM-CSF to direct monocytes to differentiate into distinct types of macrophage. This allowed me to determine that different macrophages differ in their susceptibility to infection and in their ability to support replication. This is likely to be due to variation in HIV-1 receptor expression and the levels of key HIV-1 transcription factors, respectively. Overall this thesis contributes to existing knowledge regarding HIV-1 infection of macrophages. These findings may assist with the design of entry inhibitors, and with therapies designed to eradicate HIV-1 from infected individuals.

As infecções do trato respiratório inferior lideram entre as principais causas de morbidade e mortalidade no mundo. Um dos grandes problemas associados ao tratamento das infecções do sistema respiratório, como as pneumonias, advém da crescente resistência aos mais modernos antibióticos adquirida pelos microrganismos. A terapia fotodinâmica, uma técnica baseada na interação da luz com uma substância fotoativa para causar dano oxidativo a células, tem se destacado como uma interessante alternativa para diversas doenças como diferentes tipos de câncer e infecções. Neste trabalho foi realizada, com experimentos in vitro, uma prova de princípio da possibilidade de inativar, com um protocolo eficiente e seguro, uma das bactérias mais comumente encontradas em quadros de pneumonia, a Streptococcus pneumoniae, com terapia fotodinâmica infravermelha mediada pela indocianina verde. Duas fontes de luz, uma a base de lasers emitindo 780 nm e outra construída com LEDs emitindo 850 nm, foram comparadas para avaliar sua eficiência. Experimentos com a bactéria foram realizados para determinação dos melhores parâmetros de inativação microbiana. Em seguida, ensaios de citotoxicidade foram feitos com macrófagos RAW 264.7 com o intuito de averiguar se as condições microbicidas não apresentavam atividade tóxica para células fagocitárias do sistema imune. Foi possível delinear os parâmetros de concentração de indocianina, tempo de incubação e dose de luz que apresentassem atividade microbicida e que não fossem tóxicas para as células. A interação da terapia fotodinâmica com a ação fagocitária dos macrófagos sobre as bactérias foi avaliada pelo estabelecimento de co-cultura dessas espécies. Concluiu-se que, utilizando-se LEDs de 850 nm fornecendo uma dose de luz de 10 J/cm2 as amostras contendo indocianina verde 5μM, é possível inativar S. pneumoniae de modo eficiente e auxiliar a ação fagocitária de macrófagos. / The lower respiratory tract infections lead among the main causes of morbidity and mortality worldwide. A major problem associated with respiratory tract infections, e.g. pneumonia, stems from from the increasingly resistance to most modern antibiotics developed by microorganisms. Photodynamic therapy, a technique based on the interaction of light and a photoactive substance to cause oxidative damage to cells, has emerged as an attractive alternative for several diseases such as different kinds of cancer and infections. In this work, with in vitro experiments, we accomplished a proof of concept for the possibility of inactivating, with an efficient and secure protocol, one of the most commonly found bacteria in pneumonia cases, Streptococcus pneumoniae, with infrared photodynamic therapy mediated by indocyanine green. Two light sources, one based on 780 nm lasers and the other built with 850 nm LEDs, were compared to evaluate their efficiency. Experiments with bacteria determined the best parameters microbial inactivation. Then, cytotoxicity assays with RAW 264.7 macrophages analyzed if the microbicidal parameters had toxic effects on immune cells. It was possible to delineate the indocyanine concentration parameters, incubation time and dose of light to obtain microbicidal results that weren´t toxic to the cells. Interaction of photodynamic therapy with the phagocytic action of macrophages on the bacteria was assessed by establishing a co-culture with these species. We concluded that, using 850 nm LEDs providing a light dose of 10 J/cm2 to samples containing 5μM indocyanine green, it is possible to inactivate S. pneumoniae and efficiently assist the phagocytic action of macrophages.

O exercício físico regular contribui para prevenção e redução da aterosclerose, em grande parte, por melhorar o perfil lipídico e o transporte reverso de colesterol (TRC). O TRC é um sistema antiaterogênico que promove a remoção do excesso de colesterol de macrófagos pelas apo A-I e HDL e seu transporte ao fígado, com eliminação de colesterol na bile e fezes. Em camundongos selvagens e transgênicos para proteína de transferência de colesterol esterificado (CETP-tg), o treinamento físico aumentou a transferência de colesterol radioativo de macrófagos para o plasma, fígado e fezes e o conteúdo dos receptores B-E e SR-BI no fígado. Em leucócitos, hepatócitos e enterócitos, o exercício físico aumentou a expressão do receptor de HDL, ABCA-1. Entretanto, não é claro se o exercício físico modula o fluxo de lípides em macrófagos, o que seria determinante para a primeira etapa do TRC. Assim sendo, avaliou-se, em camundongos selvagens e CETP-tg, o efeito do treinamento físico aeróbio sobre: 1) a expressão de genes envolvidos no fluxo de lípides, modulação da resposta inflamatória, vasodilatadora e antioxidante: Pparg (PPAR?), Nr1h3 (LXRalfa), Nr1h2 (LXRbeta), Abca1 (ABCA-1), Abcg1 (ABCG-1), Scarb1 (SR-BI), Cd36 (CD-36), Olr1 (LOX-1), Ccl2 (MCP-1), Tnf (TNFalfa), Il6 (IL-6), Il10 (IL10), Nos3 (eNOS) e Cat (Catalase) na parede arterial e em macrófagos peritoneais; 2) o efluxo de 14C-colesterol de macrófagos peritoneais para HDL2 e apo A-I e 3) a captação de 3H-colesteril oleoil éter-LDL (3H-COE-LDL) acetilada por macrófagos peritoneais. Camundongos machos com 12 semanas de idade, recebendo dieta padrão e água ad libitum, foram aleatoriamente divididos em grupo sedentário e treinado. O treinamento físico foi realizado em esteira, 15m/min, 30 min/dia, 5 vezes/semana, durante 6 semanas. Arco aórtico e macrófagos da cavidade peritoneal foram isolados dos animais sedentários e treinados, imediatamente (0 h) e após 48 h da última sessão de exercício. A expressão de genes foi avaliada por RT-PCR e o efluxo de colesterol, por meio da sobrecarga de macrófagos peritoneais com LDL acetilada e 14C-colesterol, seguindo-se incubação com apo A-I ou HDL2. A captação de LDL foi determinada pela incubação de macrófagos com 3H-COE-LDL acetilada. Não foram observadas alterações sistemáticas na expressão de genes envolvidos no fluxo de lípides em macrófagos e na aorta comparando-se animais sedentários e treinados, selvagens ou CETP-tg. De modo semelhante, não houve diferença no efluxo de colesterol celular e na captação de LDL. Em conclusão, não foram evidenciadas alterações em macrófagos peritoneais e na parede arterial frente ao treinamento físico aeróbio que possam contribuir para o TRC em modelo experimental de camundongos não dislipidêmicos, sem intervenção farmacológica ou alimentar. Sendo assim, o efeito do treinamento físico na melhora do transporte reverso de colesterol, observado em estudos anteriores, deve ser consequente à sua ação sistêmica sobre mediadores deste transporte e expressão de receptores no fígado e intestino / Regular physical exercise prevents and reduces atherosclerosis mainly by improving lipid profile and reverse cholesterol transport (RCT). RCT is an antiatherogenic system that promotes excess cholesterol removal from macrophages by apo A-I and HDL and its transport to the liver. Then, cholesterol can be secreted into bile and excreted in feces. In wild type and cholesteryl ester transfer protein transgenic (CETP-tg) mice exercise training increased the transfer of 14C-cholesterol from macrophages to plasma, liver and feces and elevated SR-BI and B-E receptor content in the liver. In leucocytes, hepatocytes and enterocytes, physical exercise increased mRNA of HDL receptor, ABCA-1. Nonetheless, it is not clear if exercise can modulate lipid flux in macrophages that can be important for the first phase of the RCT. It was analyzed in wild type and CETP-tg mice the effect of aerobic exercise training in: 1) the expression of genes involved in lipid flux, inflammation, oxidation and vasodilation: Pparg (PPAR?), Nr1h3 (LXRalfa), Nr1h2 (LXRbeta), Abca1 (ABCA-1), Abcg1 (ABCG-1), Scarb1 (SR-BI), Cd36 (CD-36), Olr1 (LOX-1), Ccl2 (MCP-1), Tnf (TNFalfa), Il6 (IL-6), Il10 (IL10), Nos3 (eNOS) and Cat (Catalase) in arterial wall and peritoneal macrophages; 2) the apo A-I and HDL2-mediated cholesterol efflux from macrophages and 3) the uptake of 3H-cholesteryl oleoyl ether- acetylated LDL (3H-COE-LDL) by macrophages. Twelve week old male mice fed a chow diet and water ad libitum were randomly assigned to sedentary and trained groups. Exercise training was performed in a treadmill (15m/min, 30 min/day, 5 times/week, during 6 weeks). Aortic arch and peritoneal macrophages were isolated from sedentary and trained animals immediately (time 0) and 48 h after the last exercise session. Gene expression was analyzed by RT-PCR and cholesterol efflux mediated by apo A-I or HDL2 after macrophage overloading with acetylated LDL and 14C-cholesterol. LDL uptake by macrophages was determined by incubation with 3H-COE-acetylated LDL. There were no systematic changes in the expression of macrophages and aortic genes comparing sedentary and trained wild type or CETP-tg mice. Similarly, there were no changes in cholesterol efflux and LDL uptake by macrophages. In conclusion, it was not found alteration in gene expression and cholesterol flux in macrophages and arterial wall that can contribute to the RCT in experimental model of non-dyslipidemic mice without pharmacological or dietary interventions. Therefore, the benefits of aerobic training in improving RCT, observed in previews studies, should be consequent to its systemic action on mediators of this transport and on the expression of hepatic and intestinal receptors

Crotalfina (CRF) é um peptídeo produzido do veneno da serpente Crotalus durissus terrificus com efeito antinociceptivo tipo opióide detectado apenas na presença de inflamação. Estudos sobre mecanismos de analgesia relatam a ação de opióides em células imunes e macrófagos são apontados como alvos para os efeitos destes. Este estudo caracterizou a ação da CRF sobre funções de macrófagos e avaliou a importância de seus receptores opióides nestas ações. Os resultados indicam que CRF inibe fagocitose, liberação de H2O2 e produção de NO• e TNF-a, modula IL-6 e estimula IL-1b por macrófagos residentes e inflamatórios. Ensaios de expressão e ativação mostram que macrófagos residentes expressam receptores opióides k seguido de m e d e macrófagos inflamatórios expressam receptores m seguido de k e d. A CRF interferiu, de maneira distinta, com a expressão destes receptores, dependendo do estado de ativação destas células. Antagonistas destes receptores bloquearam a ação da CRF, mostrando que este peptídeo possui ação imunomodulatória mediada por receptores opióides. / Crotalphine (CRF) is a peptide isolated from the venom of Crotalus durissus terrificus with type opioid antinociceptive effect only detected in the presence of inflammation. Studies on mechanisms of analgesia reported the action of opioids in immune cells and macrophages are considered as targets for these effects. This study characterized the action of CRF on functions of macrophages and assessed the importance of opioid receptors in these actions. The results indicate that CRF inhibits phagocytosis, release of H2O2 and production of NO• and TNF-a, modulates IL-6 and stimulates IL-1b production by resident and inflammatory macrophages. Expression and activation assays show that resident macrophages express k receptors followed by m and d. Inflammatory macrophages express m receptors followed by k and d. CRF interfered differently with the expression of these receptors, depending on the activation state of these cells. Antagonists of these receptors blocked the action of CRF, showing that this peptide has immunomodulatory action mediated by opioid receptors.

O gene Slc11a1 regula a resistência contra S. entérica, L. donovani e M. tuberculosis. Sublinhagens de camundongos AIRmax e AIRmin homozigotas para os alelos R e S do gene Slc11a1 (AIRmax,RR, AIRmaxSS, AIRminRR e AIRminSS) foram utilizadas para avaliar o efeito destes alelos na ativação de macrófagos peritoneais (M<font face=\"Symbol\">F), induzida pelo tioglicolato (TIO) ou infecção por M. bovis BCG.O TIO induz baixa ativação celular, a estimulação com LPS aumentou a ativação nos macrófagos dos animais AIRmaxRR e AIRmaxSS. Assim, na inflamação com TIO, a ativação do M<font face=\"Symbol\">F foi dependente do fundo genético selecionado nos animais AIRmax, independente do alelo do gene Slc11a1. Na infecção com BCG, a sublinhagem AIRmaxRR foi a única capaz de controlar a proliferação da bactéria, secretando altos níveis de IL-1<font face=\"Symbol\">b, IL-12, TNF<font face=\"Symbol\">a e IL-6 que ativam o macrófago. Por outro lado, os AIRminSS susceptíveis à infecção produziram maiores concentrações de NO, H2O2 e IL-10, mostrando o fundo genético para alta ou baixa resposta inflamatória, e os alelos do gene Slc11a1 interferem na resistência à infecção. / The Slc11a1 gene regulates resistance against S. enterica, L. donovani and M. tuberculosis. AIRmax and AIRmin mouse sublines, homozygous for Slc11a1 R and S alleles (AIRmaxRR, AIRmaxSS, AIRminRR and AIRminSS) were used in this work to evaluate the effect of this gene in peritoneal macrophage (M<font face=\"Symbol\">F) activation induced by thioglycollate (TIO) or M. bovis BCG infection. TIO induced weak cellular activation, LPS stimulation increased AIRmaxRR and AIRmaxSS macrophages activation. These results indicate that inflammation and M<font face=\"Symbol\">F activation induced by TIO were dependent on the genetic background for acute inflammatory response, while Slc11a1 alleles have little effect on this phenotype. In BCG infection only AIRmaxRR mice were capable of controlling bacterial proliferation, which was accompanied with high levels of IL-1<font face=\"Symbol\">b, IL-12, TNF and IL-6 produced by activated macrophages. On the other hand, susceptible AIRminSS mice produced higher amounts of NO, H2O2 and IL-10 suggesting that both inflammatory background and Slc11a1 alleles interfere on resistance to BCG infection.

The alveolar bone repair process may be influenced by several local and systemic factors that include mediators and immune system cells. Among these cells, macrophages are essential to trigger the repair process, and may acquire an inflammatory (M1) or anti-inflammatory and pro-reparative profile (M2). In this context, we evaluated the effects of FTY720 on macrophage polarization towards the M2 profile and its effects on the alveolar bone repair process. In this study, we used 8 weeks old male C57BL / 6 mice (N = 5 / time / group). The animals were divided in FTY720 group receiving the drug orally at a dose of 3mg / kg / 24h during the whole experimental period, and the control group receiving only the equivalent vehicle. All animals were submitted to extraction of the right upper incisor and were evaluated at 0, 1, 3, 7 and 14 days after extraction, followed by computed tomography (CT), histomorphometry, birefringence, immunohistochemical and molecular analyzes (PCRArray). Our results demonstrated that in the 14-day period, the FTY720 group presented higher bone tissue density, higher bone tissue volume (BV), greater tissue volume fraction (BV / TV), greater number and thickness of trabeculae (Tb.1 and Tb.Th, respectively) (p<0.05). In the 14-day period, the FTY720 group had a higher number of osteoblasts and osteoclasts than the control group (p<0.05). Accordingly, the expression of various bone markers such as BMP2, BMP7, ALPL, SOST and RANK had their mRNA expressions increased in the FTY720 group. This increase may be related to the potentiation in the formation of the bone tissue compared to the control group. The levels of FIZZ, ARG2 and IL-10 mRNA increased in the FTY720 group together with the presence of CD206 + cells in the 14 days period, suggesting a participation of M2 macrophages in the potentiation of the alveolar bone repair process. The FTY720 group also showed increased expression levels of CCR2, CCR5, CXCR1, CXCL1, CXCL3, CCL20 and CCL25 mRNA, chemokines and chemokine receptors involved in the recruitment of inflammatory cells and undifferentiated mesenchymal cells (MSCs) most notably was the up CXCL12 up regulation (p<0.05). CXCL12 is responsible in the recruitment of MSCs to the repair site. The increase in CXCL12 expression was accompanied by an increase in CD34 expression over a period of 14 days (p<0.05), indicating a higher presence of MSCs in the repair site. Thus, our results demonstrate that FTY720 favored the process of alveolar bone repair in C57BL / 6 mice, possibly because it increased the expression of markers related to bone tissue development (ALPL, SOST, RANK), tissue repair (CXCL12, CD34) and inflammatory cells (CCR2, CCR5) and apparently in the induction of macrophages to an M2 profile (ARG2, FIZZ). / O processo de reparo ósseo alveolar pode ser influenciado por vários fatores locais e sistêmicos que incluem mediadores e células do sistema imunológico. Dentre essas células, os macrófagos são essenciais para desencadear o processo de reparo, podendo adquirir um perfil inflamatório (M1) ou anti-inflamatório e pró-reparativo (M2). Nesse contexto, avaliamos os efeitos do FTY720 na polarização de macrófagos para o perfil M2 e seus efeitos no processo de reparo ósseo alveolar. Nesse estudo foram utilizados camundongos C57BL/6 (N=5/tempo/grupo), machos, com 8 semanas de idade. Os animais foram divididos em grupo que recebeu o fármaco FTY720 via oral, na dosagem de 3mg/Kg/24h, durante todo o período experimental, e grupo controle que recebeu apenas o veículo em regime equivalente. Todos animais foram submetidos à extração do incisivo superior direito e avaliados nos períodos de 0, 1, 3, 7 e 14 dias pós extração, seguido por análises de tomografia computadorizada (CT), histomorfométrica, birrefringência, imuno-histoquímica e molecular (PCRArray). Nossos resultados demonstraram que no período de 14 dias, o grupo FTY720 apresentou maior densidade de tecido ósseo, maior volume de tecido ósseo (B.V), maior volume de fração de tecido ósseo pelo tecido total (BV/TV), maior número e espessura de trabéculas (Tb.1 e Tb.Th, respectivamente) (p<0.05). Ainda no período de 14 dias, o grupo FTY720 apresentou maior número de osteoblastos e osteoclastos em relação ao grupo controle (p<0.05). Em concordância, a expressão de vários marcadores de tecido ósseo como, BMP2, BMP7, ALPL, SOST e RANK, tiveram suas expressões de mRNA aumentadas no grupo FTY720. Esse aumento pode estar relacionado com a potencialização na formação do tecido ósseo comparado ao grupo controle. Os níveis de mRNA de FIZZ, ARG2 e IL-10, sofreram aumento no grupo FTY720 em conjunto com a presença de células CD206+ no período de 14 dias, podendo sugerir uma participação dos macrófagos M2 na potencialização do processo de reparo ósseo alveolar. O grupo FTY720 também mostrou aumento nos níveis de expressão de mRNA de CCR2, CCR5, CXCR1, CXCL3, CCL20 e CCL25, quimicionas e receptores de quimiocinas envolvidos no recrutamento de células inflamatórias e células mesenquimais indiferenciadas (MSCs) com destaque para o aumento da expressão de CXCL12 (p<0.05), quimiocina responsável no recrutamento de MSCs para o local de reparo. O aumento na expressão de CXCL12 foi acompanhado pelo aumento na expressão de CD34 no período de 14 dias (p<0.05) podendo indicar maior presença de MSCs no sitio de reparo. Assim, os nossos resultados demonstram que o FTY720 favoreceu o processo de reparo ósseo alveolar em camundongos C57BL/6, possivelmente por ter aumentado a expressão de marcadores relacionados com o desenvolvimento do tecido ósseo(ALPL, SOST, RANK), no reparo tecidual (TGF-1, IL-10), no recrutamento de células indiferenciadas (CXCL12, CD34) e células inflamatórias (CCR2, CCR5) e aparentemente na indução de macrófagos para um perfil M2 (ARG2, FIZZ).

L'insuffisance cardiaque consécutive à un infarctus du myocarde est une pathologie complexe qui apparaît suite au remodelage du ventricule gauche. Le renouvellement et la dégradation de la matrice extracellulaire cardiaque et l'inflammation sont impliqués dans la mise en place du remodelage post infarctus du myocarde. La métalloprotéinase matricielle 9 (MMP9) et le récepteur de l'immunité innée Toll-like 4 (TLR4) sont des médiateurs clés du remodelage ventriculaire. L'adénosine est un nucléoside cardioprotecteur et anti-inflammatoire dont les effets sur le remodelage sont encore mal caractérisés. Nous avons émis l'hypothèse que l'adénosine pourrait moduler les voies de la MMP9 et du TLR4 dans les macrophages, et ainsi réguler le remodelage ventriculaire. Nos résultats montrent que l'activation du récepteur A3 à l'adénosine augmente la production de MMP9 par les macrophages primaires humains. D'autre part, nous avons observé que l'adénosine réduit l'inflammation par une diminution de l'expression de surface du TLR4. Cet effet se traduit par une inhibition de la synthèse de cytokines pro-inflammatoires et est induit par l'activation du récepteur A2A. Ces résultats ont permis de caractériser certains mécanismes par lesquels l'adénosine agit sur le remodelage ventriculaire. Ils suggèrent de tester, dans un modèle animal, l'administration d'analogues de l'adénosine pour prévenir ou limiter le remodelage. La capacité à prédire la survenue du remodelage ventriculaire après un infarctus du myocarde est importante d'un point de vue clinique et bénéficierait de la découverte de nouveaux biomarqueurs. L'analyse par protéomique du plasma de 30 patients d'une cohorte test ayant développé un infarctus du myocarde a permis d'identifier l'haptoglobine comme biomarqueur pronostique potentiel. L'haptoglobine humaine possède 3 isoformes : [alpha]1-[alpha]1, [alpha]2-[alpha]1 et [alpha]2-[alpha]2. Nos résultats suggèrent que la présence du phénotype [alpha]2 et d'un taux plasmatique d'haptoglobine faible sont associés à l'apparition d'une insuffisance cardiaque. Cette étude preuve-du-concept suggère que l'haptoglobine pourrait être ajoutée à la liste existante des biomarqueurs de l'insuffisance cardiaque / Heart failure following myocardial infarction is a complex pathology that occurs as a result of left ventricular remodeling. Left ventricular remodeling is mediated in part by extracellular cardiac matrix turnover and inflammation. Matrix metalloproteinase 9 (MMP9) and innate immune receptor Toll-like 4 (TLR4) are key mediators of left ventricular remodeling. Cardioprotective and anti-inflammatory nucleoside adenosine acts on left ventricular remodeling through still poorly characterized mechanisms. We hypothesized that adenosine regulates left ventricular remodeling through modulation of MMP9 and TLR4 pathways in macrophages. Using human primary macrophages, we showed that adenosine increases MMP9 production through the A3 receptor. In a second set of experiments, we observed that adenosine dampens inflammation through decreased cell-surface expression of TLR4. This effect, which inhibits pro-inflammatory cytokines production, is induced by adenosine A2A receptor. All together, these results contribute to a better understanding of the mechanisms underlying left ventricular remodeling and suggest a potential therapeutic use of adenosine. Our data suggest testing a therapeutic strategy with different adenosine analogs to prevent or limit left ventricular remodeling. Prediction of left ventricular remodeling after myocardial infarction is clinically relevant and would benefit from the discovery of new biomarkers. Proteomic analysis of plasma samples from a test cohort of 30 myocardial infarction patients identified haptoglobin as a potential prognostic biomarker. Human haptoglobin has 3 distinct isoforms: [alpha]1-[alpha]1, [alpha]2-[alpha]1 and [alpha]2-[alpha]2. Our results suggest that the presence of [alpha]2 isoform, together with low plasma levels of total haptoglobin, is associated with the development of heart failure. This proof-of-concept study suggested that haptoglobin could be added to the panel of existing biomarkers of heart failure

Chitin Microparticles (CMPs, 1-10um), a special form of the ubiquitous and nontoxic polysaccharide Chitin (GlcNAc), is capable of inducing a switch in macrophages from the wound-healing M2 phenotype to the classically activated pro-inflammatory M1 phenotype; which has therapeutic implications in allergy and cancer. We hypothesized that TLR2 forms a complex with CMPs and Chitin-Binding Proteins (CBPs) at the surface of peritoneal macrophages and remains with that complex after internalization to initiate downstream signaling events, leading to the production of the M1 cytokine, TNFalpha. Our results from experiments performed in RAW 264.7 cells show that TLR2 and TLR1, but not TLR6, are associated with the CMP binding fraction, and that both TLR1 and TLR2 might be important for M1 activation as a result of CMP phagocytosis. This project sheds light on CMP as a potential therapeutic agent and provides more evidence for a phagocytosis-dependent TLR2 signaling pathway. / Includes bibliography. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2016. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

A paracoccidioidomicose (PCM) é uma micose sistêmica de natureza profunda e granulomatosa, que afeta preferencialmente o tecido pulmonar causada pelo Paracoccidioides brasiliensis, um fungo que exibe dimorfismo térmico. O P. brasiliensis interage com células apresentadoras de antígenos (APCs), alterando suas principais funções biológicas. Entre as APCs, os macrófagos são células que desempenham um papel importante na indução e regulação da resposta imune e/ou inflamatória. São células do sistema fagocítico mononuclear que podem discriminar entre o que é próprio do organismo e os patógenos, através da expressão de receptores de reconhecimento padrão (PRR) que reconhecem padrões moleculares associados à patógenos (PAMPs), sendo células importantes no processo de fagocitose controlando o crescimento destes patógenos. Recentemente tem sido demonstrada a importância dos receptores Notch na regulação da atividade de macrófagos e do sistema imune. Os ligantes de Notch estão envolvidos nas locais inflamatórios de infecção devido ao aumento da expressão dos mesmos na superfície de células envolvidas neste processo. Considerando que a sinalização Notch pode estar envolvida na modulação da função de macrófagos, nós avaliamos se P. brasiliensis tem a capacidade de modular a ativação desta via e interferir na produção de citocinas pró-inflamatórias. Para isso, macrófagos J774, pré-estimulados com LPS ou não, foram interagidos com leveduras do fungo, seguido por análise de PCR em tempo real e citometria de fluxo, dosagem de citocinas e índice de fagocitose. Nossos dados revelaram que na presença do fungo existe aumento dos níveis de transcrição do receptor Notch 1 e diminuição da transcrição do ligante Delta 4 em macrófagos pré-estimulados com LPS. Entretanto, verificamos que o fungo sozinho não é capaz de induzir a transcrição de NF-&#954;B, nem na presença do LPS, mas quando os macrófagos são estimulados com LPS e sofrem inibição da via de Notch existe aumento dos níveis de transcritos após interação com o fungo, sugerindo que esse fator é ativado na ausência de Notch. Nesse contexto de inibição de Notch, evidenciamos que a fagocitose de leveduras do fungo por macrófagos tornou-se mais eficiente, visto que houve aumento do índice de fagocitose na ausência de Notch. Foi possível verificar que o fungo tem a capacidade de promover a produção de IL-6 via TLR-Notch, fazendo-nos supor que essa citocina seja importante para o estabelecimento da doença ao ser benéfica para o fungo e prejudicar o hospedeiro. E concomitantemente ao aumento de IL-6 existe diminuição da produção de TNF-&#945;. Com base nesses resultados, podemos sugerir que o P. brasiliensis utiliza a via de sinalização Notch como um mecanismo de escape. A interação entre as leveduras do fungo e os macrófagos promove a ativação dessa via, através do receptor Notch 1, induzindo maior produção de IL-6, citocina importante para o crescimento do fungo no hospedeiro, conjuntamente com a diminuição de TNF-&#945; prejudicando a atividade fungicida dos macrófagos. / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic mycosis and deep granulomatous in nature, which affects mainly the lung tissue caused by Paracoccidioides brasiliensis, a fungus that exhibits thermal dimorphism. The P. brasiliensis interacts with antigen presenting cells (APCs), changing its main biological functions. Among the APCs, macrophages are cells that play an important role in the induction and regulation of the immune response and/or inflammatory response. They are cells of the mononuclear phagocytic system that can discriminate between what is characteristic of the organisms and pathogens, by expression of pattern recognition receptors (PRR) that recognizes the pathogen-associated molecular pattern (PAMPs), and are considered cells important in phagocytosis for controlling the growth of these pathogens. It has been recently demonstrated the importance of the Notch receptor in regulating the activity of macrophages and of the immune system. The ligands of Notch are involved in inflammatory sites of infection because there are increased expression of these ligands on cell surface involved in this process. Whereas the Notch signaling may be involved in modulating macrophage function, we evaluated whether P. brasiliensis has the ability to modulate the activation of this pathway and interfere with the production of pro-inflammatory cytokines. For this, J774 macrophages, pre-stimulated with LPS or not, are interacted with yeast fungus, followed by Real Time PCR analysis and flow cytometry, cytokine and phagocytosis index. Our data showed that the presence of the fungus exists increased levels of transcription of the Notch 1 receptor, and a decrease in ligand Delta 4 transcription on macrophages pre-stimulated with LPS. However, we found that the fungus itself is not able to induce transcription NF-&#954;B, even in the presence of LPS, but when macrophages are stimulated with LPS and suffer inhibition of the Notch signaling, exists increased levels of transcripts after interaction with the fungus, suggesting that this factor is activated in the absence of Notch. Within the context of inhibition of Notch, we found that phagocytosis of yeasts by macrophages become more efficient, since the increased rate of phagocytosis in the absence of Notch. It was verified that the fungus has the ability to promote the production of IL-6 via TLR-Notch, making us suppose that this cytokine is important for the establishment of the disease to be beneficial for the fungus and damage the host. And concurrently with increased IL-6 there is decreased production of TNF-&#945;. Based on these results, we suggest that P. brasiliensis uses the Notch signaling pathway as an escape mechanism. The interaction between the yeasts with macrophages promotes the activation of this pathway, by means of a Notch 1 receptor, inducing increased production of IL-6 cytokine important for the growth of fungus on host, together with a reduction of TNF-&#945;, contributing with a damaging fungicidal activity of macrophages.

As metaloproteinases são abundantes em venenos de serpentes. Estas enzimas são homólogas às de mamíferos, encontradas em níveis elevados em inflamações articulares. Neste estudo avaliou-se a capacidade da BaP1, induzir: i) a inflamação e incapacitação articulares e a participação do TNF-<font face=\"symbol\">a e PGE2 nesses efeitos e ii) a ativação de macrófagos em cultura e a natureza de sua interação com estas células. A BaP1 induziu aumento da permeabilidade vascular, liberação de TNF-<font face=\"symbol\">a, MMP-9 e PGE2 e acúmulo de leucócitos na cavidade articular e tecido sinovial. Ainda, induziu dor articular. O pré-tratamento dos animais com indometacina ou anti-TNF-<font face=\"symbol\">a reduziu a dor e o influxo leucocitário, induzidos pela BaP1. A BaP1 induziu a expressão de COX-2 e de TNF-<font face=\"symbol\">a e a liberação desta citocina, em macrófagos isolados. Nestas células detectou-se a internalização da BaP1. Em conclusão, a BaP1 induz inflamação e nocicepção articulares, dependentes de TNF-<font face=\"symbol\">a e PGE2. A COX-2 deve estar envolvida na liberação de PGE2 e os macrófagos são alvos importantes para as ações dessa metaloproteinase. / Metalloproteinases are major enzymes in snake venoms showing high grade of homology with mammal matrix metalloproteinases, present in high levels in inflamed joints. In this study we examined the ability of BaP1, to induce: i) inflammation and hypernociception in rat articular joints and participation of TNF-<font face=\"symbol\">a and PGE2 in these effects, and ii) activation of cultured macrophages. BaP1 increased vascular permeability, induced release of TNF-<font face=\"symbol\">a, PGE2 and pro-MMP-9 in joint cavities, and leucocyte influx into joint cavities and synovial tissues. Moreover, BaP1 induced articular hypernociception. Treatment of animals with indomethacin or antiserum anti-TNF-<font face=\"symbol\">a significantly reduced hypernociception and leukocyte influx induced by BaP1. Incubation of macrophages with BaP1 caused expression of TNF-<font face=\"symbol\">a and COX-2 as well as TNF-<font face=\"symbol\">a release. In conclusion, BaP1 induces inflammation and hypernociception in articular joints. These effects are dependent on PGE2 and TNF-<font face=\"symbol\">a. COX-2 may contribute for BaP1-induced PGE2 release and macrophages are key targets for BaP1 induced effects.