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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.60.2020.tde-18122019-171349
Document
Author
Full name
Fabiana Albani Zambuzi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2019
Supervisor
Committee
Frantz, Fabiani Gai (President)
Leopoldino, Andréia Machado
Medina, Tiago da Silva
Farias, Kelen Cristina Ribeiro Malmegrim de
Melo, Lígia Niero
Pontes, Lorena Lôbo de Figueiredo
Title in Portuguese
Efeito do tratamento com agentes hipometilantes: modulação das funções de monócitos e macrófagos e possível repercussão terapêutica
Keywords in Portuguese
Agentes hipometilantes
Macrófagos
Resposta imune
Síndrome Mielodisplásica
Abstract in Portuguese
A utilização de estratégias terapêuticas baseadas na manipulação das alterações epigenéticas tem despertado interesse de diferentes grupos de pesquisa. Dentre as epidrugs, os agentes hipometilantes tem um papel bem estabelecido no tratamento de pacientes com síndrome mielodisplásica e outras neoplasias hematológicas. Além dos efeitos diretos sobre as células tumorais, existem várias evidências que indicam que a as células do sistema imune sejam diretamente afetadas pelo tratamento, com efeitos demonstrados sobre a função de células NK, linfócitos e células dendríticas. Porém, pouco foi descrito sobre a modulação exercida pelos agentes hipometilantes sobre a função de monócitos e macrófagos humanos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi definir os efeitos do tratamento com Decitabina no fenótipo e funções de monócitos e macrófagos e a possível imunomodulação em pacientes com Síndrome Mielodisplásica (SMD) tratados Azacitidina. Inicialmente, monócitos foram isolados de indivíduos saudáveis (n=30) e tratados com 5?M de Decitabina por 24 horas. Após o tratamento, as células foram infectadas in vitro com Mycobacterium tuberculosis (Mtb) para avaliação dos efeitos sobre as funções celulares importantes no controle da infecção. Os monócitos também foram diferenciados em macrófagos na presença do agente hipometilante para determinação do perfil de polarização celular, através de expressão gênica e de marcadores de superfície. O tratamento com Decitabina induziu aumento na fagocitose e liberação de IL-8, porém prejudicou a atividade microbicida dos monócitos em resposta ao Mtb. Além disso, observou-se que o tratamento favoreceu a polarização de macrófagos para o perfil M2, determinado por alterações morfológicas e aumento da expressão de CD206 e ALOX15. Funcionalmente, essas células demonstraram redução do controle da infecção, apesar de produzirem mediadores inflamatórias de maneira semelhante às células não tratadas. Apesar disso, quando co-cultivados com linfócitos em modelo de granuloma in vitro, Decitabina promoveu redução na produção de IL-1?, TNF-? e IFN-?, com produção semelhante de IL-10, sugerindo um efeito imunomodulador que poderia induzir mecanismos reguladores da resposta imune. Por fim, para avaliação da imunomodulação em pacientes com SMD, foram recrutados 17 indivíduos em tratamento de suporte e 4 pacientes em tratados com o agente hipometilante Azacitidina. A partir de amostras de sangue periférico, o plasma foi separado para quantificação de mediadores imunológicos e a fração celular foi utilizada para da expressão gênica e isolamento de monócitos para avaliações funcionais após infecção por Mtb. Foram observadas alterações na quantificação de mediadores no plasma, com aumento de IL-2, IL-4, IL-12, IL-17, IFN-?, TNF-? e IL-1? nos pacientes em tratamento com azacitidina em relação aos não tratados, restabelecendo níveis semelhantes ao grupo controle, além de aumento de IL-8 e IP-10 quando comparados aos indivíduos saudáveis. Em relação à função dos monócitos, observou-se aumento na produção de IL-8 e IL-12 após a infecção por Mtb, porém nenhuma modulação sobre a função fagocítica e microbicida foi observada nestes pacientes. Assim, os dados sugerem que os agentes hipometilantes exercem modulação importante sobre a função de monócitos e macrófagos, podendo influenciar no padrão de resposta e, desta forma, constituindo uma potencial estratégia terapêutica de manipulação do sistema imune
Title in English
Effect of hypomethylating agents treatment: modulation of monocyte and macrophage functions and possible therapeutic repercussion
Keywords in English
Hypomethylating agentes
Imune response
Macrophages
Myelodysplastic syndrome
Abstract in English
The use of therapeutic strategies based on the manipulation of epigenetic alterations has raised interest of different research groups. Among the epidrugs, hypomethylating agents have a well-established role in the treatment of myelodysplastic syndrome and other haematological malignancies. In addition to direct effects on tumor cells, there are several evidences indicating that immune cells are directly affected by treatment, as already demonstrated for NK cell, lymphocyte and dendritic cell function. However, few studies have been developed on human monocytes and macrophages. In this context, we aimed to define the treatment effects of Decitabine on the phenotype and functions of monocytes and macrophages and the possible immunomodulation AZA-treated Myelodysplastic Syndrome (MDS) patients. Initially, monocytes were isolated from healthy subjects (n = 30) and treated with 5?M Decitabine for 24 hours. After treatment, cells were infected in vitro with Mycobacterium tuberculosis (Mtb) to evaluate the effects on cellular functions important to infection control. Monocytes were also differentiated into macrophages in the presence of the hypomethylating agent to determine the cell polarization profile, through gene expression and surface markers. Treatment with Decitabine induced increased phagocytosis and IL-8 release but impaired the microbicidal activity of monocytes in response to Mtb. In addition, it was observed that the treatment favored the polarization of macrophages to the M2 profile, determined by morphological alterations and increased expression of CD206 and ALOX15. Functionally, these cells showed reduced infection control, despite producing inflammatory mediators in a manner similar to untreated cells. However, when co-cultured with lymphocytes during an in vitro granuloma model, Decitabine promotes a reduction in the production of IL-1?, TNF-? and IFN-?, with similar production of IL-10, suggesting an immunomodulatory effect that could lead to mechanisms of immune response regulation. Finally, for evaluation of immunomodulation in MDS patients, 17 individuals undergoing supportive treatment and 4 AZA-treated patients were recruited. From peripheral blood samples, plasma was separated for the quantification of immunological mediators and the cell fraction was used for gene expression and monocyte isolation for functional evaluations following Mtb infection. We identified alteration in the quantification of plasma immune mediators, with increased levels of IL-2, IL-4, IL-12, IL-17, IFN-?, TNF-? and IL-1? in AZA-tretaed patients, to similar levels to the control group, in addition to an increase of IL-8 and IP-10 when compared to healthy individuals. Regarding monocyte function, IL-8 and IL-12 production increased after Mtb infection, but no modulation of phagocytic and microbicidal function was observed in these patients. Thus, the data suggest that hypomethylating agents exert important modulation on the function of monocytes and macrophages, and may influence the response pattern and, thus, constitute a potential therapeutic strategy for the manipulation of the immune system
 
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Release Date
2021-12-17
Publishing Date
2020-02-28
 
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