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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.17.2021.tde-05112021-095449
Documento
Autor
Nombre completo
Gabriel Victor Lucena da Silva
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Ribeirão Preto, 2021
Director
Título en portugués
A interleucina 33 (IL-33) expressa por células mesenquimais é importante para migração leucocitária durante degeneração walleriana do nervo isquiático
Resumen en portugués
Lesões traumáticas ao sistema nervoso periférico levam a uma diminuição da função neuronal, pois causam uma ruptura na bainha de mielina e danos aos axônios. Após a ruptura, os restos de mielina e axônios distais à lesão são degradados, e este processo é chamado de Degeneração Walleriana (DW). A IL-33, é uma citocina pertencente à família das IL-1, e é liberada em resposta a lesões ou traumas, funcionando como um sinal de dano (alarmina), similar a citocinas como IL-1 e grupo 1 de alta mobilidade (HMGB1), ambas conhecidas por sua função como sinalizadoras de dano tecidual. Dessa forma, este estudo objetivou avaliar o papel da interleucina IL-33 na degeneração walleriana no nervo periférico e elucidar os possíveis mecanismos de interação com células imunes e neuronais em que ela esteja participando. Foi realizada análise da expressão diferencial de transcritos obtidos de sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq) de nervo isquiático saudáveis e depois da indução de lesão e a expressão gênica relativa de IL-33 e ST2. Essa expressão foi avaliada no nervo isquiático de camundongos submetidos em diferentes dias ao modelo de esmagamento do nervo (SNC). Camundongos wild type e com deleção total de IL-33 (IL-33Gfp/Gfp) e ST2 (Il1rl1-/-) foram submetidos ao SNC e avaliados em testes comportamentais de alodinia mecânica, frequência de retirada de pata, alodinia ao frio. A localização de IL-33 no nervo isquiático foi averiguada por imunofluorescência em camundongos wild type e IL-33Gfp/+. A migração de leucócitos para o local da lesão foi observada por citometria de fluxo utilizando marcadores clássicos para diferentes células mieloides. A análise estatística foi realizada por meio de análise da variância (ANOVA) e teste t de Student, o nível de significância adotado foi p=0,05. Os resultados obtidos demonstraram que mais de 2300 genes foram diferencialmente expressos. A Il-33 esta majoritariamente expressa em células mesenquimais e confirmamos isso por imunofluorescência onde os marcadores clássicos de células de Schwann não colocalizaram com a marcação para IL-33. A expressão de IL-33 foi a mesma em todos os dias avaliados de SNC, já o pico da expressão de ST2 se deu apenas no terceiro dia (p<0,05). Abordagens comportamentais demonstraram que, na ausência de IL-33 e ST2, as respostas nociceptivas foram atenuadas em um contexto de dor neuropática induzida por SNC (p<0,05). Durante a migração de células, na ausência de IL-33 e ST2, ocorreu uma redução da migração no quinto dia após SNC, e uma diminuição no número de macrófagos maduros a partir da maturação de monócitos infiltrantes (p<0,05). Em suma, a via IL-33/ST2 parece contribuir para a migração de células e inflamação na degeneração walleriana, levando ao desenvolvimento da dor neuropática induzida pela lesão.
Título en inglés
Interleukin 33 (IL-33) expressed by mesenchymal cells is important for leukocyte migration during wallerian degeneration of the sciatic nerve
Resumen en inglés
Traumatic injuries to the peripheral nervous system lead to a decrease in neuronal function, as they cause a rupture in the myelin sheath and damage to the axons. After rupture, the remains of myelin and axons distal to the lesion are degraded, and this process is called Wallerian Degeneration (DW). DW is crucial to trigger the axonal regeneration that will occur in the tissue days later. Alarmines are molecules released quickly in response to tissue damage and responsible for alerting the immune system. IL-33, is a cytokine belonging to the IL-1 family, and is released in response to injuries or traumas, functioning as a sign of damage (alarmine), similar to cytokines such as IL-1 and high mobility group 1 (HMGB1), both known for their function as signaling tissue damage. Thus, this study aimed to evaluate the role of IL-33 interleukin in Wallerian degeneration in the peripheral nerve and to elucidate the possible mechanisms of interaction with immune and neuronal cells in which it is participating. Differential expression analysis of transcripts obtained from healthy sciatic nerve sequencing (scRNA-seq) of sciatic nerve and after lesion induction and relative gene expression of IL-33 and ST2 was performed. This expression was evaluated in the sciatic nerve of mice submitted on different days to the crush nerve injury model (CNI). Wild Type mice with total deletion of IL-33 (IL-33Gfp / Gfp) and ST2 (Il1rl1-/-) were submitted to the CNS and evaluated in behavioral tests of mechanical allodynia, paw withdrawal frequency and cold allodynia. The location of IL-33 in the sciatic nerve was investigated by immunofluorescence in wildtype and IL-33 Gfp/+ mice. The migration of leukocytes to the lesion site was observed by flow cytometry using classic membrane markers for different myeloid cells. Statistical analysis was performed using analysis of variance (ANOVA) and Student's t test, the level of significance adopted was p = 0.05. The results obtained showed that more than 2300 genes were differentially expressed. Il-33 is mostly expressed in mesenchymal cells and we confirmed this by immunofluorescence where the classic Schwann cell markers did not colocalize with the IL-33 tag. The expression of IL-33 was the same on all evaluated CNS days, since the peak of ST2 expression occurred only on the third day (p <0.05). Behavioral approaches demonstrated that, in the absence of IL- 33 and ST2, nociceptive responses were attenuated in a context of CNS-induced neuropathic pain (p <0.05). During cell migration, in the absence of IL-33 and ST2, there was a reduction in migration on the fifth day after CNS, and a decrease in the number of mature macrophages from the maturation of infiltrating monocytes (p <0.05). In short, the IL-33 / ST2 pathway appears to contribute to cell migration and inflammation in Wallerian degeneration, leading to the development of neuropathic pain induced by the lesion.
 
Fecha de Publicación
2021-11-23
 
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