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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS
CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS (32011016003P1)
Educação Presencial
"Influência da laserterapia sobre o burst oxidativo e perfil microbicida de macrófagos derivados de monócitos humanos"
CLAUDIO DANIEL CERDEIRA
TESE
31/07/2019

A laserterapia (LT), conhecida como fotobioestimulação ou irradiação LASER de baixa potência, tem sido utilizada com sucesso em diferentes ramos da medicina. O mecanismo básico de ação da LT é a absorção da luz pelas células no tecido irradiado, desencadeando diferentes bioatividades. Na resposta de fagócitos frente a microrganismos, a proteína dissulfeto isomerase (PDI) auxilia na montagem do complexo NADPH oxidase, referido como NOX2 em monócitos e macrófagos (MФ), visando à formação de oxidantes (espécies reativas do oxigênio/nitrogênio [EROs/ERNs]). A ativação de NOX2 por estímulos microbianos ou químicos leva a formação inicial do ânion superóxido (O2•) no chamado burst oxidativo, originando outras espécies altamente reativas do oxigênio. Paralelamente, com a ativação da enzima óxido nítrico sintetase induzida (iNOS) e, formação de óxido nítrico (•NO), o •NO reage com o O2• para formar um potente antimicrobiano, o peroxinitrito (ONOO-). Estes oxidantes são intrinsecamente microbicidas, bem como sinalizam para a liberação das armadilhas extracelulares de monócitos/macrófagos (METs, do inglês monocyte/macrophages extracellular traps), portanto, sinergizando para uma efetiva resposta antimicrobiana. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi investigar a influência da LT sobre a atividade de PDI, a produção de oxidantes, a formação de METs e a resposta microbicida de MФ contra Staphylococcus aureus. Monócitos humanos foram isolados por gradiente de densidade a partir de sangue total de voluntários saudáveis. Os monócitos isolados foram imediatamente submetidos ou não a LT (LASER vermelho (comprimento de onda [λ]660 nm) ou infravermelho (λ780 nm), usando um LASER de diodo InPGa - InGaAlP (660 nm)/GaAlAs (780 nm), Twin Flex®, com doses de até 60 J/cm2; energia total de até 2,4 J, e acompanhados quanto a diferenciação em MФ. Para avaliar a produção de oxidantes, o ensaio de quimioluminescência amplificada com o Luminol foi utilizado para mensurar os níveis de EROs/ERNs totais, o ensaio de redução do citocromo c adotado para quantificar os níveis de O2•, e as sondas AmplexRed, SOSG ou DAN usadas para quantificar o peróxido de hidrogênio (H2O2), oxigênio singlete (1Δg O2) e •NO, respectivamente. A atividade de PDI e a quantificação de MET/DNA foram realizadas por ensaio de fluorescência, usando as sondas Di-E-GSSG e Pico Green, respectivamente. O ensaio de killing foi realizado para verificar a capacidade microbicida total dos MФ. Neste teste, foi adotado o protocolo "dois passos", em que, S. aureus foi incubado com MФ (por 10, 40 e 80 min a 37º C) e, através de uma centrifugação diferencial (100 x g, 5 min) e lise dos MФ com H2O pH 11, as bactérias intracelular e extracelular foram quantificadas e os resultados expressos em Unidades Formadoras de Colônia (UFC). Através deste protocolo, as taxas de fagocitose (Kp) e morte intracelular (Kk) de S. aureus foram calculadas. A LT, em ambos os λ (660 nm e 780 nm), incrementou o burst oxidativo dos MФ elevando significativamente (p < 0,05) a produção de alguns oxidantes, paralelo a uma elevação na atividade de PDI (p < 0,05). Como consequência do aumento de oxidantes, houve maior formação e desprendimento de METs (p < 0,05). Curiosamente, a LT aumentou o KK dos MФ, mas não apresentou significativo efeito sobre o seu Kp, demonstrando que o aumento de oxidantes intracelular foi o efeito marcante deste tratamento para incrementar o efeito microbicida frente ao S. aureus. Este estudo demonstrou que a LT (660 nm e 780 nm) pode aumentar a resposta antimicrobiana de MФ, através da modulação das atividades de PDI e, consequentemente NOX2, aumentando a produção de oxidantes e METs, com implicações clínicas para a prevenção e tratamento de doenças infecciosas.

NADPH Oxidase;Laserterapia, Monócitos;Macrófagos;Staphylococcus aureus;Proteína dissulfeto isomerase
Low-level LASER therapy (LLLT)), also known as low-power LASER therapy or photobiostimulation, has been used successfully in different fields of medicine. The basic mechanism of action of LLLT is the absorption of light by the cells in the irradiated tissue, triggering different bioactivities. In the response of phagocytes against microorganisms, the protein disulfide isomerase (PDI) assists in the assembly of the NADPH oxidase complex, referred to as NOX2 in monocytes and macrophages (MФ), aiming at the formation of oxidants (reactive oxygen/nitrogen species [ROS/RNS]). The activation of NOX2 by microbial or chemical stimuli leads to the initial formation of the superoxide (O2•) in the so-called oxidative burst, originating other highly reactive oxygen species (hROS). In parallel, with the activation of nitric oxide synthase (iNOS) and nitric oxide (•NO) formation, •NO reacts with O2• to form a potent antimicrobial, peroxynitrite (ONOO-). These oxidants are intrinsically microbicidal, as well as signaling the release of monocyte/macrophages extracellular traps (METs), thus synergizing an effective antimicrobial response. In this context, the objective of this study was to investigate the influence of LLLT on PDI activity, the production of oxidants, the formation of METs and the microbicidal response of MФ against Staphylococcus aureus. Human monocytes were isolated by density gradient using whole blood from healthy volunteers. The isolated monocytes were immediately or not submitted to LLLT (red LASER (wavelength [λ] 660 nm) or infrared LASER (λ780 nm), using an InPGa diode LASER - InGaAlP (660 nm)/GaAlAs (780 nm), Twin Flex® at doses up to 60 J/cm2, total energy up to 2.4 J, and monitored for MФ differentiation. To evaluate the production of oxidants, the luminol-amplified chemiluminescence assay was used to measure the levels of total ROS/RNS, the cytochrome c reduction assay was used to quantify the O2• levels, and the AmplexRed, SOSG or DAN probes used to quantify hydrogen peroxide (H2O2), singlet oxygen (1Δg O2) and •NO, respectively. PDI activity and MET/DNA quantification were performed by fluorescence assay, using the Di-E-GSSG and Pico Green probes, respectively. The killing assay was performed to verify the total microbicidal capacity of the MФ. In this test, we adopted the "two steps" protocol in which S. aureus cells were incubated with MФ (for 10, 40 and 80 min at 37° C) and, by differential centrifugation (100 x g, 5 min) and lysis of the MФ with H2O pH 11, the intracellular and extracellular bacteria were quantified and the results reported in Colony Forming Units (CFU). Through this protocol, the rates of phagocytosis (Kp) and intracellular killing (KK) of S. aureus were calculated. The LLLT, at both λ (660 nm and 780 nm), increased the oxidative burst of MФ by significantly increasing (p < 0.05) the production of some oxidants, parallel to an increase in PDI activity (p < 0.05 The increase in oxidants levels triggered MФ to release METs (p < 0.05). Interestingly, LLLT increased the KK of the MФ, but did not show a significant effect on their Kp, demonstrating that the increase of intracellular oxidants was the marked effect of this treatment to increase the microbicidal activity against S. aureus. This study demonstrated that LLLT (660 nm and 780 nm) may increase the antimicrobial response of MФ through the modulation of PDI activities and, consequently NOX2, increasing the production of oxidants and METs, with clinical implications for the prevention and treatment of infectious diseases.
NADPH Oxidase;low-level LASER therapy;Monocytes;Macrophages;Staphylococcus aureus;Protein disulfide isomerase
01
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
BIOQUÍMICA E FARMACOLOGIA APLICADAS ÀS CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
SINALIZAÇÃO CELULAR NO ESTRESSE OXIDATIVO

Banca Examinadora

MAISA RIBEIRO PEREIRA LIMA BRIGAGAO
DOCENTE - COLABORADOR
Sim
Nome Categoria
BRUNO CESAR CORREA SALLES Participante Externo
MAISA RIBEIRO PEREIRA LIMA BRIGAGAO Docente - COLABORADOR
EVA BURGER Docente - PERMANENTE
FERNANDA RAMOS GADELHA Participante Externo
MARIA RITA RODRIGUES Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 36

Vínculo

-
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-
Não
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