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Previous issue date: 2015-04-14 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / O Mycobacterium leprae, patógeno intracelular causador da hanseníase, infecta com sucesso células da glia do sistema nervoso periférico, denominadas células de Schwann (CS). Estas células são responsáveis pela mielinização e envio de metabólitos, como o lactato e o piruvato, para os axônios, mantendo assim os processos energéticos associados à transdução de sinal nos nervos periféricos. A interação entre o bacilo e sua célula hospedeira vem sendo alvo de muitos estudos de modulação imunológica, desmielinização e de metabolismo lipídico, porém as possíveis modulações sobre o metabolismo energético destas células impostas pelo patógeno permanecem negligenciadas e desconhecidas. Para determinar estas modulações, estudamos o metabolismo energético de uma linhagem de células de Schwann humanas (ST8814) infectadas in vitro por M. leprae purificado a partir de extratos de coxim plantar de camundongos atímicos nu/nu. Analisamos processos de entrada e quebra de glicose, a fermentação, potencial elétrico mitocondrial e biossíntese de lipídios. A internalização de glicose foi avaliada através do seu análogo fluorescente 2-NBDG e o potencial elétrico mitocondrial monitorado através da sonda lipofílica catiônica TMRM
Para analisar a fermentação da glicose quantificamos lactato através do kit lactato liquiform (Labtest) e analisamos a atividade da enzima lactato desidogenase (LDH) em suas duas isoformas. Para análises de quebra de glicose e biossíntese de lipídios foram avaliadas atividades de enzimas chaves como fosfofrutoquinase-1 (PFK-1), glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD) e ATP citrato liase (ACL) através do monitoramento da redução/oxidação de NADH ou redução de NADP+ em 340 nm. Células infectadas apresentaram aproximadamente o dobro da captação de 2-NBDG e liberaram no sobrenadante a metade do lactato observado nas culturas controle. Este efeito foi acompanhado da diminuição de atividade de LDH- M, isoforma capaz de converter piruvato em lactato. A fluorescência de TMRM indicou redução do potencial elétrico mitocondrial nas células infectadas. Em contrapartida estas células demonstraram aumento significativo de atividade das enzimas G6PD e ACL. Concluímos que o M. leprae é capaz de modular a captação de glicose, fermentação, potencial elétrico mitocondrial e enzimas chaves do metabolismo energético de células de schwann humanas da linhagem ST8814 / Mycobacterium leprae
, an intracellular pathogen which causes lep
rosy, is able to
infect Schwann cells (SC) in peripheral nervous system. These cells are responsible for
myelination and release of metabolites such as lactate and pyruvate to axons and signal
transduction in peripheral nerves. The host
-
pathogen interactio
n in leprosy has been target of
several studies of immune modulation, demyelination and lipid metabolism. However,
modulations on the energy metabolism of these cells during infection by mycobacteria remain
unknown. Here, we performed an
in vitro
study of
the energy metabolism in the human SC
cell line ST8814 infected with
M. leprae
purified from footpads of athymic mice and evaluate
the glucose uptake and cleavage, fermentation, mitochondrial electrical potential and lipid
biosynthesis. The glucose uptake
was evaluated using a fluorescent analog, 2
-
NBDG, and
mitochondrial electrical potential monitored using a lipophilic cationic probe, TMRM. Also,
fermentation was evaluated by lactate quantification using Liquiform kit (Labtest) and by
activity of lactate
desidogenase (LDH) enzyme into its two isoforms. Then, we analyzed the
activity of key enzymes in the glucose cleavage and lipid biosynthesis: 1
-
phosphofructokinase
(PFK
-
1), glucose
-
6
-
phosphate dehydrogenase (G6PD) and ATP citrate lyase (ACL) by
monitoring
the reduction / oxidation NADH or NADP
+
reduction at 340 nm. We
demonstrated infected cells increased 2
-
fold the uptake of 2
-
NBDG and reduced the lactate
production when comparing with uninfected cultures. This effect was followed by a decreased
activity
of LDH
-
M isoform, which is converts pyruvate to lactate. The fluorescence of
TMRM indicated a reduction of mitochondrial electrical potential in
M. leprae
-
infected SC.
Interestingly, these cells showed a significant increase of activity of G6PD and ACL en
zymes.
Thus, we conclude that
M. leprae
can modulate glucose uptake, fermentation, mitochondrial
electrical potential and key enzymes of energy metabolism of human Schwann cells of lineage
ST8814
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/12066 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Medeiros, Rychelle Clayde Affonso |
| Contributors | Menna Barreto, Rubem Figueiredo Sadok, Masuda, Claudio Akio, Dias, Wagner Barbosa, Lomeli, Mônica Montero, Macedo, Cristiana Santos de, Oliveira , Marcus Fernandes de, Lara, Flávio Alves |
| 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 | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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