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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Stéphane Tereza Queiroz de Andrade
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Ribeiro Filho, Orlando Garcia (President)
Câmara, Niels Olsen Saraiva
Katz, Iana Suly Santos
Oliveira, Silvio Luis de
Title in Portuguese
Influência do gene Scl11a1 no desenvolvimento da colite por Sulfato Sódico de Dextrana em modelo murino de inflamação aguda
Keywords in Portuguese
Colite Ulcerativa
Inflamação
Seleção Genética
Sulfato Sódico de Dextrana (DSS)
Abstract in Portuguese
A colite ulcerativa é considerada uma doença inflamatória caracterizada por processo crônico de lesão da mucosa do cólon e associada a um risco aumentado para carcinogênese. A patogênese da doença envolve fatores ambientais e genéticos com participação ativa de células inflamatórias fagocíticas, particularmente macrófagos ativados. Estudos genéticos em humanos indicam a associação de variantes do gene, que codifica a proteína transportadora de íons Slc11a1 (ou Nramp1), com a suscetibilidade a esta doença, assim como resistência ou suscetibilidade à infecção por parasitas intracelulares em várias espécies animais. Essa proteína tem efeitos pleiotrópicos sobre macrófagos, influenciando suas atividades inflamatórias, tumoricida e antimicrobiana. O modelo de estudo experimental mais adequado para o desenvolvimento da colite ulcerativa tem sido realizado por meio da ingestão de Sulfato Sódico de Dextrana em animais suscetíveis. Os camundongos selecionados geneticamente para alta (AIRmax) ou baixa resposta (AIRmin) inflamatória aguda ao Biogel representam um modelo alternativo àqueles que utilizam linhagens isogênicas mutantes para os alelos do gene Slc11a1. Os camundongos AIRmax e AIRmin apresentaram um desequilíbrio de frequência do alelo S do gene Slc11a1 ao longo do processo seletivo, 9% e 60%, respectivamente. Para estudar os efeitos desses alelos na modulação dos fenótipos de resistência ou suscetibilidade à infecção e resposta inflamatória aguda, foram obtidas, por cruzamentos assistidos pelo genótipo, quatro linhagens homozigotas para os alelos R e S do referido gene com fundo genético de AIRmax e AIRmin. Com este modelo, nos propomos estudar a relação entre o desenvolvimento de colite ulcerativa em resposta ao DSS e a presença dos alelos R ou S do gene Slc11a1 em animais selecionados para AIR com estes alelos fixados, AIRmaxRR, AIRmaxSS, AIRminRR e AIRminSS. Para isso avaliamos o IAD (Índice de Atividades de Doença), considerando a perda de peso, a presença de diarreia e de sangue no ânus e/ou nas fezes como parâmetros. Também consideramos a análise histológica do cólon por meio da determinação de escores para algumas categorias tais como, infiltrado inflamatório, modificações epiteliais e destruição da sua arquitetura; atividade da mieloperoxidase, como medida indireta de inflamação, produção de citocinas pró- e anti-inflamatórias no tecido e populações celulares presente no epitélio do órgão. Nossos resultados apontam para uma maior sensibilidade dos animais AIRminSS aos efeitos do DSS, apresentando um IAD significativamente maior do que as demais linhagens. Além disso, parâmetros inflamatórios como MPO, IL6, G-CSF e MCP-1 e estruturais como redução do comprimento do cólon e caracterização histopatológica do tecido mostraram alterações importantes, destacando os camundongos AIRminSS como um modelo de sensibilidade. Concluindo, o presente estudo sugere a influência do gene Slc11a1 no fenótipo de resistência à UC, independente da constituição genética do indivíduo. Por outro lado, quando ocorre a fixação do alelo S, no caso representativo dos animais AIRminSS, uma interação com o background genético de baixa resposta inflamatória é importante na determinação da sensibilidade à doença.
Title in English
Influence of the Scl11a1 gene on the development of dextran sodium sulfate (DSS)-induced-colitis in murine model of acute inflammation
Keywords in English
Dextran Sodium Sulfate (DSS)
Genetic Selection
Inflammation
Ulcerative Colitis (UC)
Abstract in English
Ulcerative colitis (UC) is considered an inflammatory disease characterized by a chronic process of colon mucosa lesion and associated with an increased risk for carcinogenesis. The pathogenesis of the disease involves environmental and genetic factors with active participation of inflammatory phagocytic cells, particularly activated macrophages. Genetic studies in humans indicate the association of variants of the gene encoding the ions carrier protein SLC11A1 (or Nramp1) with susceptibility to UC, as well as resistance or susceptibility to infection by intracellular parasites in several animal species. This protein has pleiotropic effects on macrophages, influencing its inflammatory, tumoricidal and antimicrobial activities. The most suitable experimental study model for the development of UC has been the use of Sodium Sulfate Dextran in susceptible animals. Genetically selected mice for high (AIRmax) or low (AIRmin) inflammatory response to Biogel represent an alternative model to those that use isogenic mutant strains for the Slc11a1 alleles. The AIRmax and AIRmin mice showed an allelic imbalance of the Slc11a1 gene of 9% and 60%, respectively. In order to study the effects of these alleles on the modulation of resistance or susceptibility phenotypes to infection and acute inflammatory response, four lines of mice homozygous for the R and S alleles of said AIRmax and AIRmin gene gene were obtained by crosses assisted by the genotype. Therefore, we propose to study the relationship between the development of UC induced by DSS and the presence of the R or S alleles of the Slc11a1 gene in selected mice for AIR with the fixed alleles, AIRmaxRR, AIRmaxSS, AIRminRR and AIRminSS. For that, we evaluated as UC parameters, DAI (Disease Activity Index), considering weight loss, diarrhea and presence of blood in anus or feces. We also considered the histopatological analysis of the colon by scores for some categories such as, inflammatory infiltrate, epithelial modifications and destruction of its architecture, myeloperoxidase activity as an indirect measure of inflammation, production of pro- and anti-inflammatory cytokines in tissue and cell populations in the distal colon epithelium. Our results point to a greater sensitivity of the AIRminSS mice to the effects of the DSS, presenting DAI significantly higher than in the others mice. In addition, inflammatory parameters such as MPO, IL6, G-CSF and MCP-1 and structural factors such as reduction of colon length and histopathological alterations, highlighting the AIRminSS mice as the most sensible. In conclusion, the present study suggests the influence of the Slc11a1RR allele on resistance to UC, independently of the individual genetic constitution. On the other hand, when the S allele fixation occurs, in the case of AIRminSS, an interaction with genetic background of low inflammatory response is important in determining the UC.
 
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Publishing Date
2019-11-19
 
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