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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.17.2018.tde-19072018-160135
Document
Author
Full name
Danielle Pini Alves Mascarenhas
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2018
Supervisor
Committee
Zamboni, Dario Simões (President)
Bortoluci, Karina Ramalho
Rocha, Rafael Silva
Bozza, Marcelo Torres
Silva Neto, José Freire da
Title in Portuguese
A ativação de caspase-8 no inflamassoma de Naip5/NLRC4 em resposta a infecção por Legionella pneumophila
Keywords in Portuguese
Caspase-8; Controle da replicação; Inflamassoma; Legionella pneumophila; NLRC4
Abstract in Portuguese
A bactéria Legionella pneumophila é um bacilo Gram-negativo, flagelado causador da doença dos legionários e febre de Pontiac. O inflamassoma mais importante no controle da replicação desta bactéria é o composto por Naip5/NLRC4, que é responsável pelo reconhecimento de flagelina. A ativação do inflamassoma de Naip5/NLRC4 pela flagelina induz a ativação de caspase-1, induzindo a formação de poros na membrana, piroptose e controle da replicação desta bactéria. A participação da proteína adaptadora ASC é essencial para a nucleação deste complexo e secreção de citocinas inflamatórias como IL-1? e IL-18 por esta via. Além do controle da replicação de L. pneumophila pelo inflamassoma NLRC4 dependente de caspase-1, foi demonstrado que existe uma via induzida por NLRC4 independente de caspase- 1/11. Dessa forma, camundongos e células Nlrc4-/- são mais susceptíveis à infecção por esta bactéria do que as células Casp1/11-/-. Neste trabalho, nós identificamos que a via independente de caspase-1/11 é composta por Naip5/NLRC4/ASC/Caspase-8 e é essencial para o controle da replicação de Legionella spp. flageladas em macrófagos e in vivo. Através da utilização de BMDMs Casp1/11-/- e Asc/Casp1/11-/- transduzidos com NLRC4-GFP ou ASC-GFP, identificamos que a formação de punctas de NLRC4 e ASC dependem do reconhecimento de flagelina e que ASC é essencial para a formação desses punctas. Também foi identificado que a infecção com L. pneumophila que expressa flagelina leva à ativação de caspase-8 de maneira dependente de ASC e Naip5, mas independente de caspase-1/11. De acordo com esses dados, o silenciamento de caspase-8 em macrófagos Casp1/11-/- aumentou a susceptibilidade dessas células à infecção com L. pneumophila flagelada. Além disso, macrófagos e camundongos Asc/Casp1/11-/- foram tão susceptíveis quanto os Nlrc4- /- e mais susceptíveis que os Casp1/11-/-. Nós observamos que o inflamassoma de NLRC4/ASC/Caspase-8 induz formação de poros e morte celular independente de gasdermina-D (GSDMD). Por meio da utilização de células de camundongos C57BL/6, foi observado que caspase-8 é recrutada para o inflamassoma de Naip5/NLRC4/ASC/Caspase-1. Entretanto, a ativação de caspase-8 só ocorre na 10 ausência de caspase-1 ou GSDMD. Nossos dados sugerem que a ativação de caspase-8 no inflamassoma composto por NLRC4/ASC/Caspase-8 representa uma via alternativa que opera para garantir o controle da replicação de bactérias flageladas em situações nas quais ou caspase-1 ou GSDMD estão inibidas.
Title in English
The activation of caspase-8 by Naip5/NLRC4 inflammasome in response to Legionella pneumophila infection
Keywords in English
Caspase-8; Control of replication; Inflammasome; Legionella pneumophila; LRC4
Abstract in English
Legionella pneumophila is a flagellated Gram-negative bacillus that is the causative agent of the legionnaire's disease and Pontiac fever. The most important inflammasome for the control of L. pneumophila replication is the Naip5/NLRC4, responsible for the flagellin recognition. The activation of the Naip5/NLRC4 inflammasome leads to caspase-1 activation, consequently pore formation, pyroptosis and control of bacterial replication. The participation of the adaptor molecule ASC is essential for this complex nucleation and the secretion of inflammatory cytokines like IL-1? and IL-18 by this pathway. Besides the control of L. pneumophila replication by Naip5/NLRC4/Caspase-1 inflammasome, it was demonstrated there are NLRC4 responses independent of caspase-1/11. These explain why mice and macrophages Nlrc4-/- are more susceptible than Casp1/11-/-. In this work, we identified that the caspase-1/11-independent pathway is composed of Naip5/NLRC4/ASC/Caspase-8 and it is essential for the control of flagellated Legionella spp. replication in macrophages and in vivo. Infection of Casp1/11-/- and Asc/Casp1/11-/- macrophages, transduced with NLRC4-GFP or ASC-GFP, showed that flagellin-positive bacteria triggered puncta formation that is ASC-dependent. Accordingly, Naip5 and ASC, but not caspase-1/11, were required for caspase-8 activation in response to flagellated bacteria. Silencing caspase-8 in Casp1/11-/- BMDMs increased the susceptibility to L. pneumophila infection. Furthermore, the macrophages and mice Asc/Casp1/11-/- are as susceptible as Nlrc4-/-, but more susceptible than Casp1/11-/-. We also found that the NLRC4/ASC/Caspase-8 inflammasome induces GSDMD-independent pore formation and cell death. Using C57BL/6 cells, we observed that caspase-8 is recruited to Naip5/NLRC4/ASC/Caspase-1 inflammasome. However, caspase-8 is just activated in the absence of caspase-1 or GSDMD. Our data suggest that caspase-8 activation in the NLRC4/ASC/Caspase-8 inflammasome represents an alternative pathway that operates to ensure the control of flagellated bacteria replication in situations which either caspase-1 or GSDMD are inhibited.
 
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Publishing Date
2018-08-06
 
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