Registro:
| Documento: | Tesis de Grado |
| Título: | Desarrollo de una plataforma biomimética para el estudio de la captación de glóbulos rojos infectados con Plasmodium falciparum en el bazo |
| Título alternativo: | Development of a biomimetic platform for the study of the uptake of red blood cells infected with Plasmodium falciparum in the spleen |
| Autor: | Sousa, Emilia Belén |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini" (IQUIFIB)
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| Publicación en la web: | 2025-08-04 |
| Fecha de defensa: | 2024-02-07 |
| Fecha en portada: | Junio 2023 |
| Grado Obtenido: | Grado |
| Título Obtenido: | Licenciado en Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Química Biológica |
| Director: | Saffioti, Nicolás Andrés |
| Director Asistente: | Alvarez, Cora Lilia |
| Jurado: | Ozu, Marcelo; Faraj, Santiago Enrique; Usach, Vanina |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001726_Sousa |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/seminario/seminario_nBIO001726_Sousa.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/seminario/document/seminario_nBIO001726_Sousa |
| Ubicación: | Dep.BIO 001726 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Sousa, Emilia Belén. (2024). Desarrollo de una plataforma biomimética para el estudio de la captación de glóbulos rojos infectados con Plasmodium falciparum en el bazo. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001726_Sousa |
Resumen:
Los glóbulos rojos (GRs) son las células encargadas de llevar oxígeno a los tejidos, para lo que deben circular libremente por el torrente sanguíneo. El bazo es un órgano que posee una zona llamada pulpa roja con una circulación particular que posee cordones y senos venosos conectados por pequeñas angosturas llamadas fenestraciones. Cuando los Grs atraviesan la pulpa roja deben deformarse para atravesar las fenestraciones y retornar al torrente sanguíneo. Si los GRs son menos deformables quedan retenidos en las fenestraciones y son fagocitados por macrófagos. La malaria es causada por parásitos del género Plasmodium que realizan su ciclo asexual en el interior de los GRs humanos. El crecimiento del parásito afecta al GR infectado (Gri) haciéndolo menos deformable y provocando cambios en la membrana plasmática. La menor deformabilidad de los GRi induce su retención en la pulpa roja del bazo y disminuye su capacidad de sobrevivir en el hospedador. A pesar de la importancia del bazo en la infección por malaria, aún se desconocen los mecanismos por los cuales los GRi se vuelven menos deformables y son captados en el bazo. En este trabajo nos propusimos estudiar la deformabilidad y retención de los GRi en el bazo utilizando dispositivos de microfluídica. Nuestro objetivo fue estudiar si la captación en el bazo de los GRi está determinada por el tamaño de los parásitos o por su grado de maduración. Además estudiamos 2 tratamientos que disminuyen la deformabilidad de los GRs sanos: exposición a 45oC y exposición a ionomicina. Por un lado, se optimizó el uso de un dispositivo que imita la circulación de la pulpa roja del bazo a través de incorporar pequeñas angosturas en un canal de microfluídica. Los Grs fueron inyectados en el canal y se cuantificó el número de GRs retenidos en las angosturas por microscopía de epifluorescencia. Se observó que los GRs calentados o incubados con ionomicina se retuvieron más que los GRs que no sufrieron tratamiento. Además, los GRi se retuvieron significativamente más que los GR no infectados. No se observó una correlación entre el grado de retención de GRi con el tamaño de los parásitos o la proporción de parásitos en estado anillo. Por otro lado, utilizamos un dispositivo de microfluídica que se compone de varios canales con angosturas en serie que inducen una deformación similar a la que los GRs sufren en los vasos sanguíneos más estrechos de la circulación. A partir del análisis de las imágenes de los GRs deformados al momento de atravesar las angosturas se pudo estimar la deformabilidad de los GRs. Nuestro resultados mostraron que tanto los GRi, como los GR calentados o incubados con ionomicina eran menos deformables que los GRs no tratados. Podemos concluir que los dispositivos de microfluídica permitieron medir los cambios en la deformabilidad y retención en angosturas de GRi de manera similar a como ocurre in vivo. El tamaño del parásito no parece ser determinante de la retención, por lo que otros factores del parásito serían los responsables de la menor deformabilidad de GRi y su captación en el bazo.
Abstract:
Red blood cells (RBCs) are responsible for the transport of oxygen from the lungs to tissues, requiring free circulation throughout the bloodstream. The spleen has a zone called the red pulp region, which has a distinct circulation including venous sinuses and cords interconnected by narrow slits called gaps. As RBCs go through the red pulp, they need to deform to pass through these gaps and return to the bloodstream. RBCs with reduced deformability may become trapped in these gaps to be removed by macrophages. Malaria is caused by Plasmodium parasites. The parasites develop their asexual cycle inside human RBCs. The parasite's growth adversely affects the infected RBCs (iRBCs) by decreasing their deformability and inducing alterations in the plasma membrane. These changes vary depending on the parasite's stage of development. Due to their decreased deformability, iRBCs are sequestered within the spleen's red pulp, hampering their survival in the host. Despite the spleen's relevant role in malaria infection, the mechanisms underlying the reduced deformability of iRBCs and their capture in the spleen remain elusive. Our objective was to investigate the deformability and retention of iRBCs in the spleen using microfluidic devices. We aimed to determine if the capture of iRBCs in the spleen is influenced by the parasite size or stage. Furthermore, we examined the impact of two treatments that decrease RBCs deformability: exposure to 45°C or incubation with ionomycin. To accomplish these objectives, we optimized the use of a microfluidic device that emulates the circulation of the spleen's red pulp. The device incorporates narrow gaps into a microfluidic channel to mimic the gaps of the spleen red pulp circulation. RBCs were injected into the channel, and the cell retention in the gaps was quantified using epifluorescence microscopy. We observed that both heated and ionomycin-treated RBCs exhibited a higher retention rate compared to untreated RBCs. Moreover, iRBCs demonstrated significantly greater retention than uninfected RBCs. However, no discernible correlation was observed between the degree of iRBC retention and either parasite size or the proportion of iRBCs in the ring forms in the sample. In parallel, we employed a microfluidic device comprising multiple channels with sequential restrictions designed to induce deformation similar to that experienced by RBCs in the narrowest blood vessels during circulation. By analyzing images captured during the transit of RBCs through these restrictions, we were able to estimate the deformability of RBCs. Our results demonstrated a reduced deformability in iRBCs, RBCs subjected to heat, or RBCs incubated with ionomycin when compared to untreated RBCs. In conclusion, the implementation of microfluidic devices allowed the assessment of changes in deformability and retention of iRBCs within narrow slits, closely resembling conditions encountered in real tissues. Our findings suggest that parasite size does not play a decisive role in spleen retention. Consequently, other parasite-related factors are likely responsible for the diminished deformability of iRBCs and their subsequent capture within the spleen.
Citación:
---------- APA ----------
Sousa, Emilia Belén. (2024). Desarrollo de una plataforma biomimética para el estudio de la captación de glóbulos rojos infectados con Plasmodium falciparum en el bazo. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001726_Sousa
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Sousa, Emilia Belén. "Desarrollo de una plataforma biomimética para el estudio de la captación de glóbulos rojos infectados con Plasmodium falciparum en el bazo". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2024.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001726_Sousa
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