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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.17.2018.tde-20072018-093912
Document
Author
Full name
Farah Fatima
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2018
Supervisor
Committee
Serafini, Luciano Neder (President)
Ramalho, Leandra Naira Zambelli
Vazquez, Vinicius de Lima
Almeida, Fausto Bruno dos Reis
Title in Portuguese
Estudo sobre as respostas inflamatórias em modelo experimental de artrite séptica induzida por Staphylococcus aureus e suas vesículas
Keywords in Portuguese
Artrite séptica
Citocinas
ELISA
Histoquímica
IL-6
Micro tomografia computadorizada
Modelo animais
Staphylococcus aureus
TNF-alpha
Abstract in Portuguese
A artrite séptica (AS), também chamada de artrite infecciosa, é uma doença inflamatória das articulações iniciada por um agente infeccioso. O agente causal mais comum da SA é Staphylococcus aureus (S. aureus). A patogênese da SA inclui uma resposta inflamatória complexa envolvendo sistema imune inato e adaptativo. As citocinas liberadas a partir de macrófagos, tais como TNF-?, IL-1? e IL-6, foram classicamente apontadas como os principais mediadores da inflamação grave que precede a destruição da cartilagem e osso e a disfunção articular permanente mediante a AS. A evidência radiológica está frequentemente presente, mas não diferencia o afrouxamento mecânico do septo das articulações. Portanto, se houver algum indício de suspeita de infecção, deve ser aspirado para avaliação microbiológica. Recentemente, as tecnologias de imagem como a micro tomografia computadorizada (?CT) foram amplamente utilizadas para modelos pré-clínicos de distúrbios articulares auto-imunes. No entanto, as características radiológicas da AS em camundongos ainda são amplamente desconhecidas. No estudo atual, os camundongos NMRI foram inoculados intravenosamente ou intra-articularmente com a cepas de S. aureus Newman ou LS-1. Os sinais radiológicos e clínicos da artrite séptica foram acompanhados durante 10 dias usando ?CT. Avaliamos as correlações entre alterações radiológicas conjuntas e sinais clínicos, alterações histológicas e níveis séricos de citocinas. Nos dias 5-7 após a infecção intravenosa, a destruição óssea verificada por ?CT tornou-se evidente na maioria das articulações infectadas. Os sinais radiológicos de destruição óssea eram dependentes da dose bacteriana. O local mais comumente afetado pela artrite séptica foi o fêmur distal nos joelhos. A destruição óssea detectada pelo ?CT foi correlacionada positivamente com alterações histológicas na artrite séptica local e hematogênica. Os níveis séricos de IL-6 foram significativamente correlacionados com a gravidade da destruição das articulações. Coletivamente, nossos dados mostram que o ?CT é um método sensível para monitorar a progressão da doença e determinar a gravidade da destruição óssea em um modelo de artrite séptica do mouse; enquanto que a IL-6 é um potencial biomarcador de destruição óssea na artrite séptica.
Title in English
Study of inflammatory responses in experimental staphylococcal septic arthritis model induced by Staphylococcus aureus and extracellular vesicles
Keywords in English
Exosomes
Extracellular vesicles
IL-6
Inflammation
Microvesicles
Septic arthritis
Staphylococcus aureus
TNF-alpha
Abstract in English
Extracellular vesicles (EVs) are heterogeneous population of nano- and micro-sized vesicles secreted from almost every cell type. The process of EV secretion seems to be evolutionary conserved across the species kingdoms, ranging from simple prokaryotes to higher eukaryotes including bacteria, viruses, and parasitic protozoa such as leishmania and malarial parasites, fungi, plants and animals. Recent data suggests that Staphylococcus aureus (S. aureus) bacteria secretes EVs that could mediate host-pathogen interactions. EVs have been investigated in various bacterial species which modulate the secretion of immunoregulatory molecules such as cytokines and may have key role in infection. However, their role in S. aureus septic arthritis has not been explored yet. In current study, we postulate novel perspectives for the implementation of S. aureus-derived EVs in vitro as well as in vivo model of septic arthritis. EVs derived from S. aureus were applied to stimulate mice splenocytes in vitro as well as intra-articularly and the cytokine levels were measured. Our results showed that S. aureus derived EVs potentially provoke the production of proinflammatory cytokines. TNF-?, and IL-6 were significantly elevated in splenocytes in vitro after EV-based stimulation. Moreover, NMRI mice were injected with variable doses of EVs intraarticularly and mice were observed for 10 days to examine inflammation and development of septic arthritis. Bone and cartilage destruction was assessed by histochemistry analysis to score the joint erosion. Altogether, our results demonstrate the putative role of S. aureus-derived EVs in provoking inflammation and immunological responses suggesting that these vesicles could induce and disseminate systemic immune response during the development of septic arthritis.
 
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Publishing Date
2018-07-23
 
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