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Título: Influência do tratamento com os antiplasmodiais artemeter, lumefantrina e mefloquina em funções dos monócitos envolvidas na defesa contra as formas eritrocitárias do Plasmodium falciparum
Autor(es): Couto, Shirley Claudino Pereira
Orientador(es): Junqueira, Maria Imaculada Muniz Barboza
Assunto: Malária - tratamento
Plasmodium
Fagocitose
Sistema imunológico
Data de publicação: 31-Mar-2017
Data de defesa: 20-Jul-2015
Referência: COUTO, Shirley Claudino Pereira. Influência do tratamento com os antiplasmodiais artemeter, lumefantrina e mefloquina em funções dos monócitos envolvidas na defesa contra as formas eritrocitárias do Plasmodium falciparum. 2015. xxv, 96 f., il. Dissertação (Mestrado em Medicina Tropical)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Resumo: A malária continua sendo um importante problema de saúde pública mundial acometendo milhões de pessoas principalmente nas regiões tropicais, e resulta em aproximadamente em 600 mil mortes por ano. As drogas antimaláricas influenciam indiretamente as respostas do sistema imunitário pela capacidade de diminuir a carga parasitária, diminuindo a quantidade de antígenos capazes de ativar o sistema imunitário. Entretanto, ainda está pouco esclarecida a ação das drogas antiplasmodiais sobre os mecanismos de defesa contra o plasmódio. A fagocitose encontra-se entre os principais mecanismos de eliminação do parasito, principalmente pela produção de radicais de oxigênio e nitrogênio pelos monócitos. A biogênese dos corpos lipídicos encontra-se aumentada na malária e pode estar envolvida na defesa e na fisiopatogenia da malária grave. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do efeito imunomodulador do artemeter, lumefantrina e mefloquina na malária, pela avaliação da influência dessas drogas na fagocitose das formas eritrocitárias do plasmódio, na produção de óxido nítrico e peróxido de hidrogênio e na biogênese de corpos lipídicos. A influência do artemeter, da lumefantrina ou da mefloquina sobre a fagocitose por monócitos de indivíduos normais foia valiada in vitro utilizando 106 eritrócitos parasitados pelo Plasmodium falciparum, pelos receptores para padrões moleculares de patógenos (rPMP) e pelos receptores para opsoninas (rOps). Os monócitos e/ou os eritrócitos foram tratados previamente com as drogas por 60 min. O índice fagocitário foi determinado pela média de eritrócitos parasitados ingeridos por monócito multiplicado pela proporção de monócitos envolvidos na fagocitose. A produção de óxido nítrico foi avaliada pela reação de Griess e a produção de peróxido de hidrogênio foi avaliada pela oxidação do vermelho fenol na presença de peroxidase, sendo os monócitos estimulados pelos eritrócitos parasitados. Os corpúsculos lipídicos foram avaliados pela coloração com Oil Red O. As drogas foram utilizadas in vitro considerando os picos séricos observados quando do tratamento in vivo, sendo 360 ng/mL para o artemeter, 4,9g/mL para a lumefantrina e 687ng/mL para a mefloquina. Quando foi feito o tratamento dos monócitos e dos eritrócitos com o artemeter, observamos diminuição no IF quando avaliado pelos rOps (7,6x 5,2) (p= 0,02). A diminuição da fagocitose foi semelhante quando quantificada para hemozoína (p=0,036). Para a lumefantrina, houve diminuição do IF de 8,4 para 4,6 (p=0,02), quando apenas os monócitos foram tratados e a fagocitose avaliada pelos rPMP. Também houve diminuição do IF para esquizontes pelos rPMP, quando apenas os monócitos foram tratados (p=0,006). Quando os monócitos foram estimulados com os eritrócitos parasitados pelos rPMP, as três drogas diminuíram a expressão de corpúsculos lipídicos (p<0,05). Entretanto, quando os monócitos foram estimulados com os eritrócitos infectados sensibilizados, pelos receptores para opsoninas, houve aumento da expressão dos corpúsculos lipídicos pelo tratamento com a lumefantrina e a mefloquina (p<0,05). O estímulo dos monócitos com os eritrócitos parasitados aumentou a produção de peróxido de hidrogênio (p=0,009). E a mefloquina diminuiu a produção basal de H2O2 pelos monócitos (p<0,05). A diminuição da expressão de corpúsculos lipídicos nos monócitos estimulados com eritrócitos parasitados pelo P. falciparum pelos rPMP e seu aumento pelos rOps indica que a expressão dos corpúsculos lipídicos foi dependente da via pelo qual o monócito foi estimulado pelo eritrócito parasitado. A lumefantrina deprimiu a fagocitose dos eritrócitos parasitados pelos rPMP, enquanto a depressão da fagocitose ocasionada pelo artemeter foi dependente da ingestão do parasito pelos receptores para complemento. Nossos dados mostraram que o artemeter, a lumefantrina e a mefloquina modulam as respostas dos monócitos aos eritrócitos parasitados pelo P. falciparum em aspectos fundamentais relacionados com a defesa inata, nas interações iniciais do parasito com as células de defesa do hospedeiro. Mostrando, portanto, que a ação desses fármacos não depende exclusivamente de sua atividade antiparasitária, mas que o resultado final da ação desses medicamentos depende também da modulação de diversos mecanismos de defesa inato contra o parasito.
Abstract: Malaria remains a worldwide public health issue, affecting millions of people, especially those living in tropical regions. Statistics confirm the magnitude of this disease, with, approximately, 600 thousand deaths each year. Antimalarial drugs indirectly influence immune response through its capacity to reduce parasite load, reducing the quantity of antigens that are capable of activating immune system. However, the role played by antiplasmodial drugs on defense against Plasmodium is still not well established. Phagocytosis remains one of the main mechanisms of eliminating parasites, especially through production of radical oxygen and nitrogen molecules by monocytes. The lipid body biogenesis is also enhanced in malaria e may be involved in defense and pathophysiology of severe disease. Therefore, the objective of the current study was to evaluate the immunomodulatory effect of arthemeter, lumefantrine and mefloquine drugs in malaria, based on the role of these drugs on phagocytosis of Plasmodium falciparum-infected erythrocytes, on the production of nitric oxide and hydrogen peroxide and on the biogenesis of lipid bodies. The influence of arthemeter, lumefantrine and mefloquine on phagocytosis by monocytes in healthy individuals was evaluated in vitro using 106 Plasmodium falciparum-infected erythrocytes, through pathogen-associated molecular pattern receptors (PAMPr) or opsonin receptors. Monocytes and/or erythrocytes were previously treated with the drugs for 60 minutes. The phagocitic index was determined by the product of the mean number of parasitized erythrocytes ingested by monocyte and the proportion of monocytes involved in phagocytosis. The production of nitric oxide was evaluated through the Griess reaction, while de hydrogen peroxide production through the red phenol oxidation in presence of peroxidase. Lipid body formation was evaluated by oil red O staining. The drug concentrations used in vitro were obtained by the higher serum levels observed in vivo after ingestion of the drugs, which was 360 ng/mL for arthemeter 4,9 μg/mL for lumefantrine and 687ng/mL for mefloquine. When monocytes and erythrocytes were treated with arthemeter, it was observed a decrease in the phagocitic index when analyzed through opsonin receptors (7,5x5,2) (p=0,02). The reduction in phagocytosis was similar when quantified by hemozoine ingestion (p=0,02). Regarding the lumefantrine treatment, a reduction from 8,4 to 4,6 was observed in the phagocytic index when only monocytes were treated and phagocytosis was assessed through pathogen-associated molecular pattern receptors. An additional reduction was also observed in phagocytic index for esquizonts, through PAMPr when only monocytes were treated (p=0,006). When monocytes were stimulated with parasitized erythrocytes by PAMPr, all three drugs diminished the lipid body formation. However, when monocytes were stimulated with sensitized infected erythrocytes by the opsonin receptors, an increase in lipid body formation was observed when lumefantrine or mefloquine treatment were done (p>0,05). When monocytes were stimulated with Plasmodium falciparum-infected erythrocytes there was an increase in hydrogen peroxide production (p=0,009), whereas mefloquine treatment reduced the basal production of H2O2 by monocytes (p<0,05). Reduction observed in lipid body production after monocyte stimulation with Plasmodium falciparum-infected erythrocytes by PAMPr and its increase when monocyte stimulation occurred by opsonin receptors show that lipid body formation depended on the intracellular pathway by which monocytes were stimulated. Lumefantrine reduced phagocytosis of infected erithrocytes through PAMPr, while reduction caused by arthemeter was observed when phagocytosis occurred by complement receptors. Our dada show that arthemeter, lumefantrine and mefloquine modulate monocyte functions in defense against P. falciparum. Therefore, we conclude that beside the antiparasitic action of these drugs they also modulate the innate defense against parasite.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Pós-graduação em Medicina Tropical, 2015.
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