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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.5.2009.tde-09122009-171548
Document
Author
Full name
Elaine Raniero Fernandes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2009
Supervisor
Committee
Duarte, Maria Irma Seixas (President)
Andrade Junior, Heitor Franco de
Carrieri, Maria Luiza
Lancellotti, Carmen Lucia Penteado
Quaresma, Juarez Antônio Simões
Title in Portuguese
O processo inflamatório, a resposta imune "in situ" e a morte neuronal em sistema nervoso central de pacientes com raiva transmitida por morcegos
Keywords in Portuguese
Imunoistoquímica
Inflamação
Quirópteros
Raiva
Sistema nervoso central
Abstract in Portuguese
A raiva é uma doença do sistema nervoso central que é quase invariavelmente fatal. Apesar de causar cerca de 60.000 mortes/ano, a raiva ainda permanece uma doença negligenciada na maioria dos países, principalmente naqueles em desenvolvimento. O objetivo do nosso estudo foi verificar nos microambientes meningeal, perivascular e intraparenquimatoso do sistema nervoso central, o processo inflamatório, a resposta imune do hospedeiro e a morte dos neurônios frente à infecção rábica transmitida por morcegos. Verificamos que a raiva humana transmitida por morcegos é uma meningoencefalomielite. Através de reação imuno-histoquímica caracterizamos e quantificamos in situ a distribuição do antígeno viral, o fenótipo de células inflamatórias, as células expressando citocinas pró inflamatórias, citocinas representativas de padrão Th1 e Th2 e células em apoptose. O antígeno viral foi encontrado difusamente no parênquima cerebral, em maior abundância em neurônios, não diferindo sua distribuição em relação as regiões cerebrais. As células da glia, em especial os astrócitos, estavam imunomarcadas com o antígeno da raiva, assim como as células endoteliais e células mononucleadas da luz vascular. Esses achados contribuíram para a hipótese da ocorrência de uma via hematogênica alternativa de disseminação viral, através da infecção de células endoteliais pelo vírus, posterior infecção de astrócitos e finalmente infecção de neurônios. A expressão significativa de IL-12 nos pacientes rábicos provavelmente traduz imunidade de base preservada. Identificamos, outrossim, falta de resposta efetiva das células NK e comprometimento da resposta imune adaptativa seqüencial, demonstrada pela depleção de linfócitos TCD4+ no parênquima cerebral, prejuízo da atividade citotóxica dos linfócitos TCD8+ com proporcionalmente baixa expressão de granzima e expressão rarefeita de IFN-g e IL-2r. Essa situação deve ser reflexo da manipulação do vírus sobre a resposta imune inata e adaptativa do hospedeiro tendo como conseqüência uma reposta ineficaz para clareamento do vírus. A expressão aumentada de citocinas pró-inflamatórias (IL-1b, IL-6 e TNF-a) contribuiu para o dano neuronal. O padrão citocínico predominante no sistema nervoso central na raiva foi o Th2, com alta expressão de IL-4 e IL-10. O TGF-b aumentado nos casos de raiva favorece um ambiente imunossupressor para manter intacta a rede neuronal, mas também contribui para permanência local do vírus. A verificação de grau pouco acentuado de neurônios apoptóticos em contraposição a apoptose expressiva de linfócitos TCD4+ e TCD8+, indicaria a utilização pelo vírus de mecanismos ora anti-apoptóticos para preservar neurônios e favorecer a disseminação viral, ora pró-apoptóticos, destruindo linfócitos e atenuando o processo inflamatório. Em síntese, o envolvimento do sistema nervoso central em decorrência da raiva se faz às custas de processo inflamatório com predomínio local de linfócitos TCD8+, um padrão Th2 de expressão de citocinas, acometendo os microambientes meningeal, perivascular e intraparenquimatoso, sendo o bulbo a região mais afetada pelo processo.
Title in English
Inflammatory process, in situ immune response and neuronal death in central nervous system of patients with rabies transmitted by bats
Keywords in English
Central nervous system
Chiroptera
Immunohistochemistry
Inflammation
Rabies
Abstract in English
Viral disease of central nervous system almost invariable fatal, rabies causes about 60.000 deaths yearly, and still remain a neglected disease in most countries, specially in developing ones. We study the meningeal, perivascular and parenquimal environment in central nervous system from patients who dies after bat transmitted rabies, looking for the inflammatory process, host immune response and neuronal death. We show that human rabies transmitted by bats is a meningoencephalomyelitis. Immunohistochemistry allows the in situ quantification of viral antigen distribution, inflammatory cellular phenotype, expression of cytokines representing both Th1 and Th2 profile and pro-inflammatory and cell apoptosis. Viral antigen was found disseminatted in cerebral parenquima, more abundant in neurons, without cerebral area preference. Glial cells, specially astrocytes, were immunostained with rabies antigen, as well as endothelial and vascular mononuclear cells. These findings contributed for an alternative hypothesis of the occurrence of hematogenic viral dissemination, through viral infection or passage by endothelial cells, followed by astrocyte infection, and finally reaching neurons. IL-12 significant expression in central nervous system from rabies patients probably reflect preservation of immunity. The lack of effective NK cells could compromise adaptive immune response, demonstred by TCD4+ lymphocytes depletion in cerebral parenquima, ineffective TCD8+ cytotoxic activity with low granzyme expression and low expression of IFN-g and IL-2r. This situation reflects viral effect on host innate and adaptive immune response leading to an ineffective response for viral clearance. High pro-inflammatory cytokine expression, IL- 1b, IL-6 and TNF-a, contribute for neuronal damage, with predominant Th2 cytokine profile in central nervous system in rabies patients, with high expression of IL-4 and IL-10. Increased TGF-b expression also shows an immune suppressor environment, which maintains the neuronal network intact, but also contributes for viral permanence. The low degree of apoptotic neurons opposed with expressive apoptosis of TCD4+ and TCD8+ lymphocytes, could indicate viral mechanisms anti-apoptotic for neurons preservation and favour viral dissemination, or pro-apoptotic, destroying lymphocytes and attenuating the inflammatory process. In synthesis, the involvement of central nervous system in rabies is consequence of inflammatory process with TCD8+ lymphocytes predominance, Th2 profile cytokines expression, affecting all brain compartments and areas, especially the medulla oblongata.
 
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Publishing Date
2010-05-28
 
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