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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2020.tde-15062020-160912
Documento
Autor
Nome completo
Vinicius Queiroz Araujo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Custódio, Márcio Reis (Presidente)
Dias, Gustavo Muniz
Marian, José Eduardo Amoroso Rodriguez
Silva, Jose Roberto Machado Cunha da
Título em português
Diversidade, isolamento e função fisiológica dos celomócitos de Echinodermata: utilização de equinóides como modelo
Palavras-chave em português
Citometria de fluxo
Degranulação
Esferulócito vermelho
Ouriço-do-mar
Sistema imune
Resumo em português
Para os vertebrados, o sistema circulatório pode ser visto como um sistema integrador. Entre os papéis desempenhados diretamente por ele, através do sangue e seus componentes, um dos mais importantes é a identificação de partículas e/ou substâncias estranhas. Nesse contexto, as células sanguíneas (especificamente os leucócitos) são responsáveis por cumprir essa missão. Nos invertebrados, dentro de suas restrições, o sistema circulatório também desempenha funções semelhantes realizadas por suas células circulantes. Dependendo do grupo, essas células são denominadas hemócitos de coelomócitos. Para os equinodermos, os celomócitos (as células livre circulantes na cavidade celelômica) estão envolvidas na maioria das reações imunes, sendo os principais responsáveis pela luta contra corpos e substâncias estranhas. No entanto, diferentemente dos vertebrados, o nível de conhecimento sobre os efetores imunes dos equinodermos é consideravelmente menor. Mesmo para o Echinoidea - o grupo mais bem estudado em Echinodermata - os aspectos básicos ainda precisam ser mais detalhados. Perguntas básicas como a diversidade de células da classe Echinoidea, o número real de subpopulações de células em ouriços do mar e o papel fisiológico de algumas subpopulações (e.g. esferulócitos e células vibráteis), ainda permanecem sem respostas. Nesse contexto, este estudo tem como objetivo investigar a diversidade e a função fisiológica dos coelomócitos dos equinodermos, utilizando equinóides como organismos modelo. Cinco tipos principais de células foram encontrados, compreendendo 14 subpopulações, um número significativamente diferente do indicado na literatura geral. As células dos ouriços-do-mar de Paracentrotus foram estudadas, um dos modelos mais importantes na pesquisa de equinodermos (i.e. P. lividus), revelando novos tipos de células para as espécies do gênero. Além disso, fornecemos um modelo que explica a sequência de maturação dos esferulócitos de Paracentrotus. Ainda, uma caracterização detalhada das células vibráteis de Eucidaris tribuloides foi feita e à luz desses novos dados, uma discussão sobre a função desta célula é fornecida. Por meio de uma técnica recente de citometria de fluxo (citometria de fluxo por imagem - IFC), obtivemos pela primeira vez gates com subpopulações celômicas isoladas, e através de experimentos de infecção bacteriana, analisados pelo IFC, observamos o envolvimento de células vibráteis nas reações imunes. Por fim, elucidamos como os esferulócitos vermelhos liberam o equinocromo-A, um mecanismo completamente diferente do especulado na literatura, e relatamos um estudo de caso em que alterações fisiológicas em um ouriço-do-mar pareciam ser causadas por um briozoário, durante uma associação simbiótica. Assim, os resultados obtidos neste estudo lançam luz sobre alguns aspectos cruciais da fisiologia e imunobiologia dos equinodermos, fornecendo os primeiros passos para a resolução destas questões
Título em inglês
Diversity, isolation and physiological function of Echinodermata coelomocytes: use of echinoids as model organisms
Palavras-chave em inglês
Degranulation
Flow cytometry
Immune system
Red spherulocyte
Sea urchin
Resumo em inglês
To vertebrates, the circulatory system may be seen as an important system that integrates the organism. Among the roles performed directly by it, through the blood and its components, one of the most important ones is to patrol the body for foreign particles and/or substances. In this context, the blood cells (specifically the leukocytes), are responsible to accomplish this mission. In the invertebrates, within your restrictions, the circulatory system also performs similar functions accomplished by its circulating cells. Depending on the group, these cells have been named hemocytes of coelomocytes. To the echinoderms, the cells in their coelomic cavity (coelomocytes) are involved in most of the immune reactions, being the main effectors responsible to fight against foreign bodies and substances. However, differently from the vertebrates, the level of knowledge about the echinoderm immune effectors is considerably lower. Even to the Echinoidea - the best-studied group in Echinodermata - the basic aspects still needs further studies. Basic questions, such as the diversity of cells in the class Echinoidea, the real number of cell subpopulations in sea urchins, and the physiological role of the less studied cells (e.g. spherulocytes and vibratile cells) remain unsolved. In this context, this study aims to investigate the diversity and the physiological function of echinoderm coelomocytes, using echinoids as model organisms. We found five main cell types, comprising 14 subpopulations, a number significantly different from the pointed out in the general literature (three and four, respectively). The cells of Paracentrotus sea urchins were studied, one of the most important models in echinoderm research (i.e. P. lividus), revealing new cell types to these species. Additionally, we provided a model that explains the maturation sequence of the spherulocytes of Paracentrotus. Still, a detailed characterization of Eucidaris tribuloides vibratile cells' was made, and on the light of these new data, a discussion on the function of the vibratile cell is provided. Through an unusual flow cytometry technique (i.e. image flow cytometry - IFC), we obtained for the first time gates with isolated coelomocyte subpopulation, and through infection experiments analyzed by IFC, we observed the involvement of vibratile cells in immune reactions. Lastly, we elucidate how red spherulocytes release the echinochrome-A, which is a mechanism completely different from the speculated in the literature, and reported a study case where physiological alterations in a sea urchin seemed to be caused by a bryozoan during a symbiotic association. Thus, the results obtained in this study shed light on some crucial aspects of echinoderm physiology and immunobiology, providing the first steps on these important questions
 
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Data de Liberação
2022-06-15
Data de Publicação
2020-12-15
 
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