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Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / A dengue, em termos de morbidade e mortalidade, é caracterizada como a principal arbovirose humana, sendo responsável pela infecção de milhares de pessoas nas regiões tropical e subtropical do mundo, causando a morte de adultos e crianças. Uma das razões para a ausência de abordagens terapêuticas adequadas se deve ao pouco conhecimento dos mecanismos moleculares envolvidos na interação do vírus dengue com as células hospedeiras. No entanto, evidências sugerem que a regulação de diferentes etapas do metabolismo celular desempenhe funções cruciais tanto na replicação viral quanto na resposta do hospedeiro à infecção. Estudos têm demonstrado que o acúmulo intracelular de lipídios em corpúsculos lipídicos – organelas citoplasmáticas dinâmicas e funcionalmente ativas – está associado a doenças de grande relevância para a saúde pública, incluindo a hepatite C. Além disso, foi observado que estas organelas desempenham funções não apenas na replicação do vírus da hepatite C, mas também na produção de partículas infecciosas; entretanto, o envolvimento dos corpúsculos lipídicos durante a infecção pelo vírus dengue ainda não foi avaliado. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a formação e função dos corpúsculos lipídicos durante a infecção pelo vírus dengue, com foco na interação com proteínas virais, na modulação da capacidade replicativa e/ou infecciosa do vírus e na geração aumentada de mediadores inflamatórios. Nossos resultados demonstraram um aumento no número de corpúsculos lipídicos em leucócitos isolados de pacientes com a forma grave da doença, bem como indução da biogênese destas organelas em diferentes tipos celulares infectados com distintos sorotipos do vírus dengue in vitro. A exposição de células ao vírus dengue inativado por aquecimento não promoveu a formação de corpúsculos lipídicos. Em paralelo à indução da formação destas organelas, em células infectadas in vitro, observamos um aumento na produção de PGE2. Adicionalmente, demonstramos que a proteína do capsídeo viral, bem como o MIF – mediador proinflamatório cuja concentração está diretamente correlacionada com a gravidade da doença – se encontravam colocalizados nos corpúsculos lipídicos durante a infecção. Por fim, observamos que a modulação da lipogênese e da formação de corpúsculos lipídicos, através do tratamento das células com as drogas C75 e triacsin C, afetaram a capacidade replicativa do vírus. Desta forma, os nossos resultados indicam que a infecção pelo vírus dengue promove a biogênese de corpúsculos lipídicos de uma maneira dependente das enzimas ácido graxo sintase e acil-CoA sintetase, uma vez que a inibição destas por drogas específicas leva ao bloqueio da formação destas organelas. Esta inibição também promove uma redução na replicação viral, propondo um papel dos corpúsculos lipídicos neste processo. Além disso, o aumento na geração de PGE2 induzido pelo vírus, bem como a localização do MIF e da proteína do capsídeo viral nestas organelas sugerem que os corpúsculos lipídicos atuem na produção aumentada de mediadores inflamatórios e na regulação temporária do processo viral. Assim, a modulação dos corpúsculos lipídicos pode vir a representar um potencial alvo terapêutico para o tratamento da dengue. / Dengue, in terms of disease and mortality, is characterized as the most important arthropod-borne human viral disease, infecting millions of people in tropical and subtropical regions of the world and being responsible for many deaths in children and adults. The lack of adequate therapeutic approaches for treatment of dengue is a consequence of our limited understanding about the molecular mechanisms that underlie the interaction between dengue virus and human host. However, evidence suggests that the regulation of different steps of cellular metabolism play crucial roles in both viral replication and the host response to infection. Recent studies have shown that intracellular accumulation of lipids within lipid droplets – dynamic and functionally active organelles – is associated with diseases of major relevance to public health, including hepatitis C. Furthermore, it was observed that these organelles play roles not only in hepatitis C virus replication, but also in the production of infectious particles; however the involvement of lipid droplets in dengue virus infection has never been addressed. Therefore, this work aimed to investigate lipid droplets formation and function during dengue virus infection, focusing on interaction with viral proteins, modulation of replication and/or production of infectious virus and increased generation of inflammatory mediators. Our results demonstrated a significant increase in lipid droplets accumulation in leukocytes from dengue hemorrhagic fever patients, as well as induction of biogenesis in different cell types infected with distinct serotypes of dengue virus in vitro. Importantly, heat inactivated dengue virus failed to induce lipid droplets formation in cells infected in vitro. In paralleled to an increased lipid droplets biogenesis, in cells infected in vitro, we observed an increase in PGE2 generation. Additionally, we also demonstrated that the virus core protein and MIF – proinflammatory mediator whose concentration is directly related to disease severity – co-localizes in lipid droplets during infection. Finally, we observed that modulation of lipogenesis and lipid droplets formation, by treatment of the cells with C75 and triacsin C, impaired dengue virus replication. Thus, our results indicate that dengue virus infection promotes lipid droplets biogenesis and that this event seems to be dependent of the enzymes fatty acid synthase and acyl-CoA synthetase, since specific inhibition of these enzymes blocks the formation of these organelles. This inhibition also leads to decreased viral replication, suggesting a role of lipid droplets in this process. Moreover, the increased production of PGE2 induced by dengue virus, as well as MIF and virus core protein localization in these organelles propose that lipid droplets are involved in both increased generation of inflammatory mediators as temporary regulation of viral process. So, the modulation of lipid droplets might represent an attractive therapeutic target for dengue.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/5908 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Lima, Giselle Barbosa de |
| Contributors | Alves, Ada Maria de Barcelos, Marques Júnior, Ernesto Torres de Azevedo, Silva, Patrícia Pacheco da, Vallochi, Adriana Lima, Hinds, Luciana Barros de Arruda, Bozza, Patrícia Torres, Da Poian, Andrea Thompson |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | Giselle Barbosa de Lima, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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