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Tipo do documento: Tese
Título: Papel da galactosaminogalactana da ativação endotelial por Aspergillus fumigatus
Título(s) alternativo(s): The role of galactosaminogalactan in endothelial cells activation by Aspergillus fumigatus
Autor: Neves, Gabriela Westerlund Peixoto 
Primeiro orientador: Bezerra, Leila Maria Lopes
Primeiro membro da banca: Fierro, Iolanda Margherita
Segundo membro da banca: Abdelhay, Eliana Saul Furquim Werneck
Terceiro membro da banca: Junqueira, Magno Rodrigues
Quarto membro da banca: Bozza, Patricia Torres
Resumo: O Aspergillus fumigatus é o principal agente etiológico da aspergilose invasiva e conhecido como um patógeno angioinvasivo. A interação desse fungo com células endoteliais de veia de cordão umbilical humano (HUVECs) induz injúria celular e um perfil pró trombótico nessas células, caracterizado pela secreção de citocinas pró-inflamatórias e expressão de fator tecidual. No entanto, as possíveis moléculas do patógeno bem como as vias de sinalização endotelial envolvidas nesses processos ainda não foram elucidadas. Sabe-se que hifas de A. fumigatus produzem in vivo e in vitro uma matriz extracelular composta por galactomanana (GM), galactosaminogalactana (GAG) e α-(1,3)-glucana. A GM é um polissacarídeo composto por resíduos de galactofuranose (Galf) ligados a uma cadeia de manana, enquanto a GAG é um polímero composto por resíduos de galactopiranose (Galp) e N-acetilgalactosamina. A deleção do gene UGM1 em A. fumigatus gera um mutante (∆ugm1) com uma maior expressão de GAG, ausência de resíduos de Galf na superfície celular, e uma maior adesão às células epiteliais e a superfícies inertes. Atualmente a galactosaminogalactana é considerada essencial para a adesão de A. fumigatus, e um importante fator de virulência pela sua característica imunomoduladora. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi investigar as vias endoteliais envolvidas na resposta de HUVECs ao A. fumigatus, e o papel da GAG neste processo. Uma estratégia proteômica label-free acoplada a espectrometria de massa de alta definição (2D nanoUPLC-HDMSE) foi aplicada no estudo dos processos biológicos modulados por cepas selvagens, pelo mutante ∆ugm1 e pelo carboidrato GAG de A. fumigatus nas células endoteliais. Os resultados mostraram que esse patógeno é capaz de modular nas HUVECs vias de sinalização envolvidas com a resposta imune, angiogênese, coagulação e homeostase. Além disso, o mutante é hiperadesivo às células endoteliais e apresenta uma maior capacidade de induzir a secreção de TNF-α e a expressão de fator tecidual por essas células. Em concordância com os dados com o mutante de A. fumigatus, o polissacarídeo GAG purificado também induziu significativamente uma maior secreção de TNF-α pelas HUVECs. Os dados proteômicos, por sua vez, mostraram que o mutante ∆ugm1 modulou diferencialmente vias de sinalização nas HUVECs relacionadas com resposta imune, inflamação e estresse celular. Algumas dessas vias estavam também alteradas na condição de interação de HUVECs com o polissacarídeo GAG purificado. Por fim, as análises in silico dos dados proteômicos apresentaram o TNF-α como a principal citocina envolvida na resposta de HUVECs às cepas de A. fumigatus e à GAG. Conclusivamente, os dados obtidos sugerem que a GAG apresenta um importante papel na modulação de vias endoteliais envolvidas com a resposta imune, inflamação, coagulação e resposta ao estresse, e que esses processos parecem ser dependentes da secreção de TNF-α.
Abstract: Aspergillus fumigatus is the main etiological agent of invasive aspergillosis and already known as an angioinvasive fungal pathogen. Upon contact with human umbilical vein endothelial cells (HUVECs), this fungus can induce cellular injury and a pro-thrombotic phenotype, characterized by the inflammatory cytokine release and tissue factor expression. Nevertheless, the possible pathogen molecules as well as endothelial cell pathways involved in these processes are still unknown. A. fumigatus hyphae have been shown to produce, both in vivo and in vitro, an extracellular matrix composed of galactomannan (GM), galactosaminogalactan (GAG) and α-(1,3)-glucan. GM is a polysaccharide composed of galactofuranose (Galf) linked to a mannan chain, while GAG is a polymer composed of galactopyranose (Galp) and N-acetylgalactosamine residues. The disruption of the UGM1 gene in A. fumigatus leads to a mutant strain (∆ugm1) with a phenotype characterized by a higher GAG production, a lack of Galf residues in the cell wall and a hyperadhesive phenotype to epithelial cells and inert surfaces. Galactosaminogalactan is an essential adhesine of A. fumigatus, as well as an immunomodulatory molecule. Hence, the goal of this work was to investigate endothelial pathways involved in HUVEC response to A. fumigatus interaction and the role of GAG in this process. Therefore, we applied a label-free proteomic approach using High Definition Mass Spectrometry (2D nanoUPLC-HDMSE) to investigate the biological processes modulated by wild type strains, the ∆ugm1 mutant and the purified GAG of A. fumigatus in endothelial cells. Our data demonstrated that this pathogen is able to modulate HUVEC pathways related to immune response, angiogenesis, coagulation and homeostasis. In addition, the mutant presented a hyperadhesive phenotype to HUVECs, which was correspondent to an increased TNF-α release and tissue factor expression. In addition, the GAG alone induced a significant higher TNF-α secretion by HUVECs. Applying the 2D nanoUPLC-HDMSE strategy, we saw that the UGM1 mutant differently modulated HUVEC pathways related to immune response, inflammation and cell stress. Nevertheless, some of these pathways were also differentially modulated in HUVEC after interaction with the purified GAG. Finally, the TNF-α was predicted as the major upstream regulator cytokine involved in the HUVEC response to A. fumigatus strains and GAG. In conclusion, our data suggest that GAG has an important role in the modulation of endothelial pathways involved in the immune response, inflammation, blood coagulation and response to cell stress, and that these processes seems to be dependent on TNF-α secretion.
Palavras-chave: A. fumigatus
HUVEC
ugm1 mutant
Galactosaminogalactan
2D nanoUPLC-HDMSE
Immune response
Inflammation
Coagulation
A. fumigatus
HUVEC
Mutante ∆
Ugm1
Galactosaminogalactana
2D nanoUPLC-HDMSE
Resposta imune
Inflamação
Coagulação
Aspergillus fumigatus
Resposta imune
Inflamação
Células endoteliais da veia umbilical humana
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOQUIMICA DOS MICROORGANISMOS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Faculdade de Ciências Médicas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Fisiopatologia Clínica e Experimental
Citação: NEVES, Gabriela Westerlund Peixoto. Papel da galactosaminogalactana da ativação endotelial por Aspergillus fumigatus. 2015. 195 f. Tese (Doutorado em Fisiopatologia Clínica e Experimental) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12662
Data de defesa: 12-Nov-2015
Aparece nas coleções:Doutorado em Fisiopatologia Clínica e Experimental

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