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Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / A bactéria Pseudomonas aeruginosa (PA) é um dos principais agentes etiológicos de pneumonias
nosocomiais, cujo tratamento é dificultado por sua resistência a antibióticos e pela secreção de fatores
de virulência. Novas alternativas para o tratamento destas infecções incluem manipular o sistema de
comunicação bacteriano conhecido como quorum sensing (QS), reduzindo a expressão destes fatores
de virulência e prevenindo seus efeitos deletérios em células e sistemas eucariotos. Os efeitos do
componente de QS de PA 3-oxo dodecanoil homoserina lactona (3-oxo C12 HSL) nos pulmões não
são conhecidos; portanto, a primeira etapa de nosso trabalho consistiu na caracterização dos efeitos
desta molécula no ambiente pulmonar. Para isso, camundongos swiss desafiados com 3-oxo C12 HSL
por via intratraqueal tiveram amostras de sangue, lavado bronco-alveolar (BAL) e tecido pulmonar e
coletadas seis horas após o procedimento. Nossos resultados demonstram que inflamação pulmonar
causada por 3-oxo C12 HSL se caracteriza pela migração de células mononucleares e neutrófilos para
o espaço alveolar, níveis elevados de atividade mieloperoxidase no tecido pulmonar e formação de
edema. A resposta inflamatória causada por 3-oxo C12 HSL não alterou os níveis de TNF-α, MIF, IL-
10 e IL-12 no tempo analisado. Foram observados aumentos nos níveis de IL-6, CCL2/MCP-1,
CXCL1/KC e LTB4 no BAL de animais desafiados, sendo o aumento deste eicosanóide acompanhado
por uma indução de corpúsculos lipídicos. Evidências in vitro relatam o envolvimento do receptor
nuclear PPARγ nos efeitos pró-inflamatórios atribuídos a 3-oxo C12 HSL; portanto, decidimos estudar
os efeitos do tratamento com o agonista de PPARγ rosiglitazona no modelo de inflamação pulmonar
causado por este componente de QS. Nós observamos que o tratamento com rosiglitazona (0,5 mg/kg)
uma hora após o estímulo diminuiu a formação de corpúsculos lipídicos e de edema pulmonar,
causando também uma redução na migração de células mononucleares e neutrófilos e uma menor
atividade mieloperoxidase no pulmão dos animais tratados. A redução da migração de células
mononucleares parece estar associada à uma redução dos níveis de CCL2/MCP-1, enquanto o
decréscimo nos neutrófilos parece envolver a modulação de CXCL1/KC. A instilação com 3-oxo C12
HSL diminuiu a expressão da enzima paraoxonase (PON) no tecido pulmonar, fenômeno que não foi
revertido pelo tratamento com rosiglitazona nesta dose. Estudos demonstram que o PPARγ está
envolvido na expressão de PON e que a superexpressão desta enzima é capaz de proteger animais da
mortalidade por PA em função de sua atividade lactonase; por este motivo, decidimos testar uma dose
maior de rosiglitazona (5 mg/kg) para alcançar mais um benefício nesta proposta terapêutica. O
tratamento com rosiglitazona nesta dose foi capaz de reverter a redução da expressão de paraoxonase
causada por 3-oxo C12 HSL, diminuindo a formação de edema, a migração de neutrófilos e os níveis
de atividade mieloperoxidase no pulmão de animais desafiados. O número de células mononucleares
recuperado no BAL de animais estimulados e tratados com a droga não foi reduzido, bem como os
níveis de CCL2/MCP-1. De fato, a droga por si só causou um aumento de CCL2/MCP-1 que parece
ter contribuído para a indução de corpúsculos lipídicos observada. Devido ao envolvimento de
macrófagos e da quimiocina CCL2/MCP-1 no processo de eliminação bacteriana, estudos em modelos
de pneumonia por PA precisam ser conduzidos para melhor avaliar esta dose de rosiglitazona e validar
esta droga como uma estratégia terapêutica no combate à esta bactéria. / Pseudomonas aeruginosa (PA) is a major pathogen involved in nosocomial pneumonia. These
infections are difficult to manage due bacterial antibiotic resistance and secretion of virulence factors;
therefore, current approaches to treat PA infections now focus on manipulating the bacteria
communication system known as quorum sensing in order to reduce the production of those virulence
factors and mitigate their deleterious effects to the host. Since there are no reports about the effects of
the PA main quorum sensing component 3-oxo dodecanoyl homoserine lactone (3-oxo C12 HSL) in
the lung the first step of our work consisted in investigating the host pulmonary response to this
molecule in a mouse model. In order to do so, swiss mice submitted to intratracheal instillation with 3-
oxo C12 HSL had blood, BAL and lung tissue samples collected six hours after the procedure. Our
results show that the inflammatory response elicited by 3-oxo C12 HSL is characterized by the
migration of both mononuclear cells and neutrophils to the alveolar space, together with high levels of
myeloperoxidase activity in lung tissue and development of pulmonary edema. We found that the
levels of TNF-α, MIF, IL-10 and IL-12 were not altered, while there was a significant increase in IL-6
CCL2/MCP-1 and CXCL1/KC in BAL. The increase in LTB4 levels in the BAL of defied animal was
accompanied by an induction of lipid bodies. In vitro evidences report the involvement of the nuclear
receptor PPARγ in the inflammatory events ascribed to 3-oxo C12 HSL; therefore, we decided to
study the effects of PPARγ agonist rosiglitazone in the pulmonary inflammation caused by this
quorum sensing component. We observed that rosiglitazone administration (0,5 mg/kg) one hour after
stimulation was able to reduce the formation of lipid bodies and pulmonary edema, besides decreasing
the migration of mononuclear cells, neutrophils and myeloperoxidase activity in the lung of defied
animals. This reduction in the migration of mononuclear cells seems to be due to a decrease in the
levels of CCL2/MCP-1, while the impairment in neutrophil migration seems to involve the modulation
of CXCL1/KC. 3-oxo C12 HSL instillation also decreased paraoxonase (PON) expression in lung
tissue, which was not reverted by rosiglitazone treatment at this dose. Since it was reported that
PPARγ is able to regulate PON expression and that the overexpression of this enzyme seems to protect
animals from PA mortality due its lactonase activity we searched to modulate this enzyme with a
higher dose of rosiglitazone (5 mg/kg) in order to achieve this extra benefit in our proposal. We
observed that this dose was able to revert the decrease in PON expression caused by 3-oxo C12 HSL,
reducing the pulmonary edema, neutrophil migration and myeloperoxidase activity in defied animals.
There was no reduction in the number of mononuclear cells recovered from the BAL of stimulated
animals, which was also observed for CCL2/MCP-1 levels. In fact, the drug itself at his dose caused
an increase in CCL2/MCP-1 that possibly accounted for the induction of lipid bodies. Because
macrophages and CCL2/MCP-1 have a crucial role in the clearance of bacteria, this dose of
rosiglitazone has to be tested in a PA pneumonia model so the effects observed in our investigation
can be validate rosiglitazone as an therapeutic approach to the treatment of these infections.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/5737 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Menezes, Clarissa Campbell |
| Contributors | Monteiro, Clarissa Menezes Maya, Plotkowski, Maria Cristina Maciel, Carvalho, Vinicius de Frias, Serra, Magda Fráguas, Almeida, Cecília Jacques de, Silva, Adriana Ribeiro |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | Clarissa Campbell Menezes, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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