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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.5.2020.tde-12032020-100832
Document
Author
Full name
Larissa Emidio de França Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Lopes, Fernanda Degobbi Tenorio Quirino dos Santos (President)
Prado, Carla Máximo
Righetti, Renato Fraga
Tibério, Iolanda de Fátima Lopes Calvo
Title in Portuguese
O papel das proteínas SOCS e STAT na diferenciação das células T CD4+ naive no desenvolvimento da doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) em modelo experimental de exposição à fumaça de cigarro
Keywords in Portuguese
Célula T-auxiliar
Doença pulmonar obstrutiva crônica
Fatores de transcrição STAT
Imunidade adaptativa
Proteínas supressoras da sinalização de citocina
Tabagismo
Abstract in Portuguese
O tabagismo é considerado o principal fator de risco para o desenvolvimento da doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), entretanto outros fatores intrínsecos ao indivíduo, bem como o papel da imunidade inata e adaptativa estão envolvidos na sua patogênese. Em estudo prévio, foi demonstrado que a diminuição da densidade de células T regulatórias (Treg) associada à diminuição da densidade de células positivas para interleucina (IL) -10 e TGF-Beta em indivíduos fumantes com obstrução comparados aos fumantes sem obstrução poderia ser um dos mecanismos envolvidos na progressão da DPOC. Considerando o papel das proteínas intracelulares STAT (do inglês "Signal Transducers and Activators of Transcription") e SOCS (do inglês "Supressor of Cytokine Signaling") na diferenciação das células TCD4+ naive, pretende-se com este estudo avaliar o papel das proteínas SOCS e STAT no desenvolvimento da DPOC em modelo experimental de exposição à fumaça de cigarro. Camundongos C57BL/6 foram expostos à fumaça de cigarro (duas vezes ao dia, 30 minutos/ 5 dias por semana/ durante 3 e 6 meses), e os animais controle foram mantidos em ar ambiente nos mesmos períodos. Foi avaliado pela técnica de ELISA os níveis de IL-6, IL-10, IL-17 e TGF-Beta. Foi feita a quantificação da densidade de células positivas para Treg, IL-17, STAT3 e STAT5 totais e fosforiladas, SOCS1 e SOCS3 no parênquima e nas áreas peribroncovasculares por imuno-histoquímica, assim como, foi realizada a dupla marcação por esta técnica para a visualização de SOC1 e 3 nas células STAT3 e 5 fosforiladas. Por immunoblotting, foi feita a expressão relativa de STAT3 e STAT5 totais e fosforiladas; SOCS1 e SOCS3. Foi observado um alargamento dos espaços alveolares associado a um perfil de resposta Th17 caracterizado pelo aumento de SOCS1 com concomitante redução de SOCS3 desde o terceiro mês de exposição à fumaça de cigarro. O aumento, tanto na densidade de células positivas para IL-17 como da expressão desta interleucina foi observado somente no sexto mês. As células positivas para Treg, STAT5 e sua forma fosforilada, assim como a expressão de IL-10 e de TGF-Beta apresentaram redução no terceiro mês, das quais apenas STAT5, IL-10 e TGF-Beta se mantiveram reduzidas até o final do protocolo. Nossos resultados corroboram com os achados clínicos e experimentais prévios, reforçando a importância do equilíbrio da resposta Th17/Treg. Além disso, este é o primeiro estudo que fez uma análise temporal e comparativa entre diferentes compartimentos das proteínas SOCS e STAT, demonstrando que desde o início do desenvolvimento da doença a sinalização intracelular para a resposta Treg e liberação de IL-10 foram comprometidas, propiciando uma resposta inflamatória e progressão da DPOC
Title in English
The role of the SOCS and STAT proteins on differentiation cells T CD4+ naive in the development of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in a cigarette smoke-induced model
Keywords in English
Adaptative immunity
Cigarette smoking
Pulmonary disease chronic obstructive
STAT transcription factors
Supressor of citokyne signaling proteins
T-lymphocytes
Abstract in English
Smoking is considered the main risk factor for the development of chronic obstructive pulmonary disease (COPD); however, other individual intrinsic factors, as well as the role of innate and adaptive immunity are involved in their pathogenesis. In a previous study, it was demonstrated that decreasing regulatory T (Treg) cell density associated with decreasing in IL-10 and TGF-Beta positive cells density in obstructed smokers compared to smokers without obstruction could be involved in the COPD progression. Considering the role of the Signal Transducers and Activators of Transcription (STAT) and SOCS (Suppressor of Cytokine Signaling) proteins in the differentiation of naive CD4+ T cells, this study aims to evaluate the mechanisms involved in this differentiation, especially for Th17 cells and Treg cells, considering the role of SOCS and STAT in these events. Methods: For induction of pulmonary emphysema, C57BL/6 mice were exposed to cigarette smoke (twice daily/ 30 minutes / 5 days per week/ for 3 and and 6 months), and control groups were remained exposed to filtered air at the same times. By ELISA technique were evaluated the IL-6, IL-10, IL-17 and TGF-Bta. Positive cells for Treg, IL-17, STAT3 and STAT5 total and phosphorylated, SOCS1 and SOCS3 were quantified in the parenchyma and peribroncovascular areas by immunohistochemistry, and in addition, double labeling was performed by this technique for visualization of SOC1 and 3 in phosphorylated STAT3 and 5 cells. By immunoblotting, the relative expression of total and phosphorylated STAT3 and STAT5; SOCS1 and SOCS3 was made. We observed an increase in alveolar enlargement associated with a Th17 profile response characterized by the increase of SOCS1 with a concomitant reduction of SOCS3 from the third month of exposure to cigarette smoke. The increase of both the density of IL-17 positive cells and expression of this interleukin was observed only in the sixth month. The positive cells for Treg, STAT5 and their phosphorylated form, as well as IL-10 and TGF-Beta expression decreased in the third month, of which only STAT5 positive cells, IL-10 and TGF-Beta remained reduced until the end of the protocol. Our results corroborate with previous clinical and experimental findings, reinforcing the importance of the Th17/Treg balance in the development of COPD. In addition, this is the first study to perform a temporal and comparative analysis between different compartments of the SOCS and STAT proteins, demonstrating that since the beginning of disease development the intracellular signaling for Treg response and IL-10 release has been compromised, provinding and inflammatory response and progression of COPD
 
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Publishing Date
2020-03-12
 
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