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Previous issue date: 2014-11-18 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A hanseníase é uma doença sistêmica infecto-contagiosa crônica causada pelo patógeno intracelular obrigatório Mycobacterium leprae, que afeta principalmente a pele e nervos periféricos dos seres humanos. Apesar dos intensos e bem controlados programas de terapia multidroga, a transmissão desta doença continua ocorrendo e um grande número de indivíduos acometidos permanece em risco de desenvolver dano ao nervo. A lesão neural na hanseníase é decorrente da capacidade do M. leprae infectar os nervos periféricos, alojando-se preferencialmente no interior de células de Schwann (CS). O presente trabalho teve como objetivo geral contribuir para o entendimento da interação M. leprae - CS, e como objetivos específicos: 1) estabelecer e caracterizar fenotipicamente culturas de CS de rato (CSPR) e humanas primárias (CSHP), comparando com a linhagem de CS humana ST88-14; 2) determinar a cinética de associação do M. leprae a estas células; 3) analisar aspectos morfológicos da interação do M. leprae com a CS; e 4) estudar o efeito do M. leprae sobre a expressão da cadeia a-2 da laminina-2, Beta-distroglicana, Desert Hedgehog (Dhh) e gangliosídeo 9-O-acetil GD3 pela CS. Os resultados deste trabalho mostraram que as CS ST88-14, as CSPR e as CSHP apresentam características de CS com fenótipo amielínico. Através de microscopia eletrônica de varredura foi observado que as CS ST88-14 tratadas ou não com o M. leprae formaram monocamada e que 50 por cento destas células apresentaram M. leprae aderidos com 2 horas de tratamento. As bactérias apresentavam-se aderidas, envolvidas ou não por filopódios, e em processo de internalização. O grau de associação do M. leprae às CSPR e CSHP foi semelhante ao observado nas CS ST88-14. Uma baixa porcentagem de CS ST88-14 mostraram expressão constitutiva do gangliosídeo 9-O-Acetil GD3
Quando tratadas com o M. leprae letalmente irradiado estas células apresentaram uma modulação positiva para esta molécula e seu padrão de expressão, inicialmente difuso tornou-se pontual com o curso temporal do tratamento com as bactérias. A análise do efeito do M. leprae sobre a expressão da cadeia a-2 da laminina-2 em CSHP mostra que o bacilo não modula a expressão desta molécula tanto ao nível traducional como transcricional. Já o M. leprae modulou negativamente a expressão de RNAm de ß-distroglicana em CSHP. Entretanto não afetou o nível da protéina nas condições experimentais utilizadas. O M.leprae também modulou negativamente a expressão de RNAm de Dhh nestas células. Como camundongos ôknockoutõ para o gene dhh apresentam microfasciculação no nervo e 20 por cento das biopsias de nervo de pacientes com hanseníase apresentam microfasciculação, investigamos a expressão de Dhh em nervos de hanseníase com e sem microfasciculação. Biopsias com microfasciculação apresentaram uma considerável diminuição na expressão de RNAm de Dhh quando comparados com pacientes que apresentaram nervo sem microfasciculação. Com os resultados obtidos nesse trabalho mostramos que o M. leprae é capaz interagir com a CS in vitro e que moléculas potencialmente relevantes nesta interação são afetadas por esta bactéria, podendo isso desencadear e/ou promover a patogenia observada na hanseníase / Leprosy is an infectious and contagious disease caused by Mycobacterium leprae, an
obligate intracellular parasite. The disease affects predominantly the skin and the
peripheral nerves in humans. Despite the control programs implemented and the
establishment of multidrug treatment (MDT), the transmission of the disease still occurs
in high levels. Individuals affected by the disease are at risk of developing severe
disabilities and deformities. The nerve damage observed in leprosy is caused by the
presence of M. leprae in the nerves, mainly inside Schwann cells (SCs). The present
study aimed to investigate the M. leprae-Schwann cell interaction, consisting of the
following objectives: i) establishment and phenotypic characterization of cultures from
primary rat Schwann cells (PRSC) and primary human Schwann cells (PHSC); ii)
analysis of the capacity of M. leprae to associate these cells; iii) morphological analysis
of M. leprae interaction with the ST88-14 human SC cell line by electron microscopy;
and iv) investigation of the effect of M. leprae on the Schwann cell expression of α2-
laminin, -dystroglycan, desert hedgehog (Dhh) and 9-O-acethyl-GD3. The results
showed that ST88-14 SC, PRSC, and PHSC display a non-myelinating phenotype.
Scanning electron microscopy showed that ST88-14 SC cultures treated or not with M.
leprae formed a monolayer and that 50% of these cells displayed M. leprae on their
surface after a two-hour treatment with the bacteria. The bacteria were in contact with
the cell surface, amid fillipodia or lying on smooth membrane regions; some of them
were in the course of being internalized. A similar degree of association of M. leprae to
PRSC and to PHSC was observed. A low percentage of the ST8814 SC constitutively
expressed the 9-O-acetyl GD3. After treatment with lethally irradiated M. leprae these
cells exhibited an upregulation of this ganglioside, with an additional change in the
expression pattern, which was initially difuse and became spotty. The results obtained
also suggest that M. leprae is unable to modulate the expression of laminin-α2 in PHSC,
both at the transcriptional and at the translational level. In contrast, live M. leprae was
able to downregulate the levels of -dystroglican mRNA to in PHSC cultures, although
protein levels were unaffected. Moreover, M. leprae stimulus induced downregulation of
Dhh mRNA in PHSC. As dhh knockout mice present minifascicles in the nerves, and
about 20% of leprosy biopsies display microfasciculation, we ascertained the Dhh
expression in leprosy nerve biopsies with microfasciculation, comparing it with the ones
without this morphological pattern. Nerve biopsies with microfasciculation exhibited
significantly lower levels of this factor, speculatively related to the structural
disarrangement usually found in the leprosy nerves. The results of this study showed
the possible utilization of Schwann cells in vitro models to study M. leprae-Schwann cell
interaction. M. leprae was able to affect the expression of relevant SC molecules
involved in the interaction with the bacillus, with a potential link of this modulation with
the pathogenesis of the leprosy nerve damage.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/9111 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Kontos, Lucineia Alves |
| Contributors | Lima, Leila Mendonça de, Cruz, Wagner Baetas da, Barbosa, Helene Santos, Moraes, Milton O., Pessolani, Maria Cristina Vidal, Antunes, Sérgio Luiz Gomes |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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