Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Modulación por el fenofibrato de la respuesta inflamatoria y la patología cardíaca en ratones infectados con Trypanosoma cruzi : mecanismos dependientes e independientes de IL-10 |
| Título alternativo: | Modulation of the inflammatory response and cardiac pathology by fenofibrate in mice infected with Trypanosoma cruzi : IL-10 dependent and independent mechanisms |
| Autor: | Rada, María Jimena |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica (IMPAM)
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| Fecha de defensa: | 2024-10-14 |
| Fecha en portada: | 2024 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Biológica |
| Departamento Docente: | Departamento de Química Biológica |
| Director: | Goren, Nora Beatriz |
| Director Asistente: | Mirkin, Gerardo Ariel |
| Consejero: | Zwirner, Norberto Walter |
| Jurado: | Lombardi, María Gabriela; Albareda, María Cecilia; Alonso, Guillermo Daniel |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | TRYPANOSOMA CRUZI; FENOFIBRATO; IL-1O; CARDIOPATIA CHAGASICA; RESPUESTA INFLAMATORIA; RATONES IL-10 KOTRYPANOSOMA CRUZI; FENOFIBRATE; IL-10; CHAGAS HEART DISEASE; INFLAMMATORY RESPONSE |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7657_Rada |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7657_Rada.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7657_Rada |
| Ubicación: | QUI 007657 |
| 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. Rada, María Jimena. (2024). Modulación por el fenofibrato de la respuesta inflamatoria y la patología cardíaca en ratones infectados con Trypanosoma cruzi : mecanismos dependientes e independientes de IL-10. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7657_Rada |
Resumen:
La enfermedad de Chagas, causada por Trypanosoma cruzi (T. cruzi), es la principal causa de miocardiopatía dilatada en América. Durante la fase crónica, la persistencia parasitaria y el intenso infiltrado inflamatorio inducen, progresivamente, la remodelación cardíaca que afecta de forma severa la funcionalidad del corazón en, aproximadamente, un 30% de los pacientes. Frente a la infección se desencadena una respuesta inmune tanto innata como adaptativa que apuntan al control de la carga parasitaria, en tejidos sólidos y sangre periférica. Sin embargo, estos mecanismos no evitan la persistencia parasitaria ni sus consecuencias. Los receptores activados por factores de proliferación peroxisomal α (PPARα) son factores de transcripción dependientes de ligandos que intervienen en la homeostasis lipídica y en la regulación de procesos inflamatorios modulando la producción de mediadores inflamatorios. En este trabajo de tesis se evaluaron los efectos de fenofibrato, un ligando sintético de PPARα, en la modulación de la respuesta inflamatoria frente a la infección con T. cruzi con la perspectiva de evitar o limitar el daño cardíaco, al ser empleado como coadyuvante de la terapia parasiticida clásica. Para llevar a cabo la primera parte de este trabajo se utilizó un modelo de infección desarrollado en nuestro laboratorio con dos cepas de T. cruzi de distinta virulencia (modelo de infección mixta, en ratones BALB/c) que reproduce algunas características clínicas de la etapa crónica sintomática de la enfermedad. Los resultados de la primera parte mostraron que la infección induce un aumento de mediadores pro-inflamatorios en tejido cardíaco y linfoide y a nivel sistémico, y que fenofibrato es capaz de inhibir dicho aumento. Además, evaluamos el porcentaje de células T reguladoras (Treg) y la expresión de su marcador FOXP3, en tejido linfoide y en tejido cardíaco. Determinamos que ni la infección ni el tratamiento tuvieron impacto sobre el porcentaje de linfocitos T CD4+ CD25+ CD39+ CD73+ FOXP3+ de tejido linfoide o sobre la expresión de FOXP3 en corazón y bazo. Asimismo, basándonos en que existe un balance entre las células Treg y las células T helper 17 (Th17), evaluamos la expresión de RORγt, factor de transcripción que caracteriza a los linfocitos Th17. La expresión de éste aumentó con la infección y fue modulado por fenofibrato. Se ha descrito que la citoquina anti-inflamatoria interleuquina 10 (IL-10), juega un rol fundamental en la resolución de procesos inflamatorios. En el modelo en estudio observamos que la infección promueve el aumento de la expresión de esta citoquina y de su receptor en el corazón, y que fenofibrato potencia aún más dicho incremento. Asimismo, en el corazón se observó que fenofibrato aumentó la expresión de marcadores de perfil reparador (M2) en macrófagos. Los resultados obtenidos sugieren que el tratamiento con fenofibrato mejora la funcionalidad cardíaca, fenómeno asociado a la modulación de la respuesta inflamatoria frente a T. cruzi, promoviendo un perfil reparador en el corazón. En base a estos resultados, nos propusimos evaluar el rol de IL-10 en los efectos de fenofibrato, sobre la modulación de la respuesta inmune, y la remodelación y funcionalidad cardíaca frente a la infección con T. cruzi. Se utilizaron ratones BALB/c modificados genéticamente o knockout para IL-10 (IL-10 KO), y ratones BALB/c wild type (WT) como control. Se evaluó la tasa de supervivencia de los ratones IL-10 KO frente a la infección mixta y determinamos que esta disminuyó drásticamente luego de la infección con la segunda cepa de T. cruzi, sugiriendo que la segunda infección promueve un perfil altamente inflamatorio, en ausencia de IL-10, que no es resuelto por otros mecanismos moduladores de la inflamación. A partir de estos resultados, decidimos infectar los ratones IL-10 KO y los WT (como control) solo con el clon K98 de la cepa CA-I de baja virulencia. En este modelo de infección pudimos observar que los ratones IL-10 KO son capaces de tolerar la infección, sobreviviendo a la misma, aunque desarrollando patología cardíaca evidenciada por la disminución de parámetros de la función ventricular. En este modelo, los resultados ecocardiográficos mostraron que el tratamiento con fenofibrato restaura la función ventricular. La infección con T. cruzi indujo un infiltrado inflamatorio en el tejido cardíaco de ratones IL-10 KO, promoviendo a su vez un aumento de marcadores de perfil M2. Sin embargo, el tratamiento con fenofibrato no fue capaz de reducir el infiltrado inflamatorio ni de potenciar aún más la expresión de los marcadores M2. Más aún, la infección generó áreas con signos de fibrosis en el tejido cardíaco, acompañados por el aumento de la relación peso del corazón y peso corporal y de la expresión de TGFβ. Significativamente, el fenofibrato fue capaz de revertir estos efectos en ratones IL-10 KO. En el mismo modelo evaluamos la expresión de mediadores pro-inflamatorios tanto en corazón como a nivel sistémico. La infección provocó un aumento de los mediadores en el tejido y a nivel sistémico en ratones IL-10 KO, que fueron inhibidos por el tratamiento con fenofibrato. También se evaluó la actividad de la creatina kinasa (CK) en suero, enzima indicadora de injuria cardíaca. Este estudio reveló que el tratamiento con fenofibrato fue capaz de revertir el aumento de esta enzima provocado por la infección en ratones IL-10 KO. Al igual que en el modelo de infección mixta decidimos evaluar la expresión de RORγt y FOXP3. Los resultados mostraron que, al igual que en el modelo de infección mixta, la expresión de FOXP3 no es alterada ni por la infección ni por fenofibrato, en tanto que la expresión de RORγt aumenta con la infección y el fenofibrato logra inhibirla. En cuanto a los ratones WT, utilizados como control, observamos que la infección no alteró los parámetros cardíacos, por lo cual inferimos que no provocó disfunción ventricular. Los resultados de la segunda parte de la tesis mostraron que la IL-10 es esencial para la modulación de los infiltrados inflamatorios en el tejido cardíaco y para la expresión de marcadores M2. Por el contrario, el fenofibrato es capaz de revertir la disfunción ventricular y modular la expresión de mediadores pro-inflamatorios, la actividad de CK, la expresión de RORγt y la fibrosis en ausencia de IL-10. En conjunto los resultados demuestran que el fenofibrato reduce o inhibe la expresión de mediadores pro-inflamatorios a nivel tisular y sistémico; también de modula el perfil Th17 mediante la inhibición de la expresión de RORγt, IL-6 y TGFβ, aún en ausencia de IL-10. En síntesis, el fenofibrato ejerce sus efectos de manera dependiente e independiente de IL-10, para promover una mejora en la funcionalidad cardíaca frente a la infección por T. cruzi. El conocimiento más profundo de los mecanismos de acción de fenofibrato podría contribuir al desarrollo de estrategias terapéuticas que, en conjunto con tratamiento tripanocida, limiten la inflamación exacerbada responsable, al menos en parte, de la disfunción cardíaca que acompaña a la enfermedad de Chagas crónica en un número significativo de pacientes.
Abstract:
Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi (T. cruzi), is the main cause of dilated cardiomyopathy in Latin America. During the chronic phase, parasitic persistence and intense inflammatory infiltrates progressively induce cardiac remodeling, that severely affects heart function in approximately 30% of patients. In the face of infection, an innate and adaptive immune response is triggered that aims to control the parasite load in tissues and peripheral blood. However, these mechanisms neither prevent parasite persistence nor its consequences. Peroxisomal proliferation-activated receptors α (PPARα) are ligand-dependent transcription factors involved in lipid homeostasis and in the regulation of inflammatory processes by modulating the production of inflammatory mediators. In this thesis, the effects of fenofibrate, a synthetic ligand of PPARα, in the modulation of the inflammatory response against infection with T. cruzi were evaluated with the perspective of avoiding or limiting cardiac damage, when used as an adjuvant of classical parasiticide therapy. To carry out the first part of this work, an infection model developed in our laboratory with two strains of T. cruzi of different virulence (mixed infection model, in BALB/c mice) was used, which reproduces some of the clinical characteristics of the symptomatic chronic disease stage. The results of the first part showed that the infection induces an increase in pro-inflammatory mediators in cardiac and lymphoid tissue and at the systemic level, and that fenofibrate is capable of inhibiting this increase. In addition, we evaluated the percentage of Treg cells and the expression of their marker FOXP3, in cardiac and lymphoid tissues. Neither infection nor treatment had an impact on the percentage of CD4+ CD25+ CD39+ CD73+ FOXP3+ T cells in lymphoid tissue or on FOXP3 expression in the heart. Likewise, based on the fact that there is a balance between Treg cells and T helper 17 (Th17) cells, we evaluated the expression of RORγt, a transcription factor that characterizes Th17 lymphocytes. Its expression increased with infection and was modulated by fenofibrate. It has been described that the anti-inflammatory cytokine interleukin 10 (IL-10) plays a fundamental role in the resolution of inflammatory processes. In the model under study, we observed that the infection promotes an increase in the expression of this cytokine and its receptor in the heart, and that fenofibrate enhances this increase even more. Similarly, we observed that fenofibrate increased the expression of reparative profile markers (M2) in macrophages, in the heart. The results obtained suggest that treatment with fenofibrate improves cardiac functionality, a phenomenon associated with the modulation of the inflammatory response against T. cruzi, promoting a reparative profile in the heart. Based on these results, we sought to evaluate the role of IL-10 in the effects of fenofibrate on the modulation of the immune response, and cardiac remodeling and function upon T. cruzi infection. Genetically modified or IL-10 knockout (IL-10 KO) BALB/c mice while wild type (WT) BALB/c mice were used as controls. The survival rate of IL-10 KO mice against mixed infection was evaluated and we determined that it decreased drastically after infection with the second strain of T. cruzi, suggesting that the second infection promotes a highly inflammatory profile, in the absence of IL-10, which is not resolved by other mechanisms that modulate inflammation. Therefore, we decided to infect IL-10 KO and syngeneic WT mice (as control) only with the low virulence strain CA-I clone K98. In this infection model, we observed that IL- 10 KO mice are capable of enduring the infection, surviving, but still developing cardiac pathology evidenced by the decrease in ventricular function parameters. In this model, echocardiographic results showed that fenofibrate treatment restores ventricular function. Infection with T. cruzi induced inflammatory infiltrates in heart tissue of IL-10 KO mice, in turn promoting an increase in M2 profile markers. However, treatment with fenofibrate was unable to reduce the inflammatory infiltrate or further enhance the expression of M2 markers. Furthermore, the infection generated areas with signs of fibrosis in the cardiac tissue, accompanied by an increase in the heart weight to body weight ratio and in the expression of TGFβ. Significantly, fenofibrate was able to reverse these effects in IL-10 KO mice. In the same model we evaluated the expression of pro-inflammatory mediators both in the heart and at the systemic level. Infection caused an increase in tissue and systemic mediators in IL-10 KO mice, which were inhibited by fenofibrate treatment. Serum creatine kinase (CK) activity, an enzyme indicative of cardiac injury, was also evaluated. This study revealed that fenofibrate treatment was able to reverse the increase of this enzyme, caused by the infection in IL-10 KO mice. As in the mixed infection model, we decided to evaluate the expression of RORγt and FOXP3. The results showed that, as in the mixed infection model, the expression of FOXP3 is not altered by the infection or by fenofibrate treatment, while the expression of RORγt increases with the infection and fenofibrate manages to inhibit it. Regarding the WT mice, used as control, we observed that the infection did not alter the cardiac parameters, whereby we infer that it did not cause ventricular dysfunction. The results of the second part of the thesis showed that IL-10 is essential for the modulation of inflammatory infiltrates in cardiac tissue and for the expression of M2 markers. In contrast, fenofibrate can reverse ventricular dysfunction and module the expression of pro-inflammatory mediators, CK activity, RORγt expression, and fibrosis in the absence of IL-10. Altogether, these results show that fenofibrate reduces or inhibits the expression of pro-inflammatory mediators at the tissue and systemic levels; it also modulates the Th17 profile by inhibiting the expression of RORγt, IL-6 and TGFβ, even in the absence of IL-10. In short, fenofibrate exerts its effects in an IL-10-dependent and - independent manner, to promote an improvement in cardiac function against T. cruzi infection. A deeper understanding of the mechanisms of action of fenofibrate could contribute to the development of therapeutic strategies that, together with trypanocidal treatment, limit the exacerbated inflammation responsible, at least in part, for the cardiac dysfunction that accompanies chronic Chagas disease in a significant number of patients.
Citación:
---------- APA ----------
Rada, María Jimena. (2024). Modulación por el fenofibrato de la respuesta inflamatoria y la patología cardíaca en ratones infectados con Trypanosoma cruzi : mecanismos dependientes e independientes de IL-10. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7657_Rada
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Rada, María Jimena. "Modulación por el fenofibrato de la respuesta inflamatoria y la patología cardíaca en ratones infectados con Trypanosoma cruzi : mecanismos dependientes e independientes de IL-10". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2024.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7657_Rada
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