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http://hdl.handle.net/11422/28095
| Type: | Dissertação |
| Title: | Avaliação da interação entre amostras de Corynebacterium spp. associadas à infecção do trato respiratório e células humanas simulando o microambiente alveolar in vitro |
| Author(s)/Inventor(s): | Silva, Marcos Andrade |
| Advisor: | Guaraldi, Ana Luiza de Mattos |
| Co-advisor: | Santos, Louisy Sanches dos |
| Abstract: | Infecções respiratórias estão entre as principais causas de morte reconhecidas mundialmente. Preocupantemente, bactérias do gênero Corynebacterium como Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ulcerans e Corynebacterium pseudodiphtheriticum tem demonstrado habilidade de infectar o trato respiratório inferior (TRI). Apesar disso, os estudos direcionados aos fatores envolvidos na patogenia de infecções que acometem o TRI dessas três espécies são escassos ressaltando a importância da realização de investigações. Atentando para isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a interação de estirpes de C. diphtheriae, C. ulcerans e C. pseudodiphtheriticum com células humanas in vitro. Para tanto, as amostras representantes de cada espécie selecionadas foram: C. pseudodiphtheriticum 2802, C. pseudodiphtheriticum 2803 (ambas obtidas de secreção nasal), C. pseudodiphtheriticum ATCC 10700T (faringite exudativa), C. ulcerans 809 (lavado brocoalveolar), C. ulcerans 2965 (orofaringe), C. diphtheriae ATCC 27010T (difteria) e sua homóloga C. diphtheriae ATCC 27012. Foi avaliada a citotoxicidade dos metabólitos produzidos por todas as estirpes utilizadas neste estudo sobre monocultivo de células epiteliais alveolares (linhagem A549), bem como o padrão de aderência apresentado (agregativo, difuso ou localizado), aderência quantitativa e capacidade migrar para o compartimento intracelular. Além disso, foi elaborado um modelo de cocultivo indireto utilizando as linhagens celulares A549 e THP-1 para simular o microambiente alveolar in vitro. O modelo foi construído em sistema Transwell®, sendo destinado unicamente para avaliação da resposta imunológica induzida por Corynebacterium spp. A influência das amostras sobre cada tipo celular isoladamente também foi avaliada. Os resultados obtidos mostraram, um padrão de aderência do tipo misto apresentado por C. diphtheriae 27012, enquanto as demais amostras exibiram um padrão do tipo agregativo. Quanto a citotoxicidade dos metabólitos, apenas as estirpes C. ulcerans 809 e C. pseudodiphtheriticum 2802 levaram à redução da viabilidade celular significativamente. Com isso, três amostras foram selecionadas para prosseguir com os demais ensaios, a saber: C. diphtheriae ATCC 27010T , C. ulcerans 809 e C. pseudodiphtheriticum 2802. Pelo ensaio de aderência quantitativo, todas foram capazes de aderir significativamente às células A549 variando apenas em intensidade em função do tempo. Através do ensaio de exclusão com amicacina, apenas C. diphtheriae ATCC 27010T e C. ulcerans 809 demonstraram capacidade de migrar para o interior das células. Uma caracterização prévia das células epiteliais A549 cultivadas em sistema Transwell® mostrou que o cultivo em contato com o ar as fornece maior resistência aos estímulos externos e melhor organização sobre o suporte de cultivo. Corroborando com os achados da caracterização, ao estimular as células epiteliais cultivadas dentro do sistema com C. ulcerans 809 e C. diphtheriae ATCC 27010T, a maior liberação de citocinas foi observada pelas células cultivadas submersas do que em contato com o ar. No modelo de cocultivo indireto desenvolvido neste estudo, as células epiteliais A549 infectadas com C. ulcernas 809 aparentam modular a expressão de IL-6 pelos macrófagos derivados de THP-1. Esses achados mostram que as espécies de Corynebacterium associadas às infecções do TRI são capazes interagir com células epiteliais pulmonares, sendo aqui destacado C. ulcerans 809 por sua capacidade de induzir a alterações imunológicas significativas e morte celular. |
| Abstract: | Respiratory infections are among the leading causes of death recognized worldwide. Worryingly, bacteria of the genus Corynebacterium such as Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ulcerans and Corynebacterium pseudodiphtheriticum have demonstrated the ability to infect the lower respiratory tract (LRT). Despite this, studies aimed at the factors involved in the pathogenesis of infections that affect the LRT of these three species are scarce, highlighting the importance of conducting investigations. Attempting to achieve this, the objective of this study was to evaluate the interaction of strains of C. diphtheriae, C. ulcerans and C. pseudodiphtheriticum with human cells in vitro. For this purpose, the representative samples of each species selected were: C. pseudodiphtheriticum 2802, C. pseudodiphtheriticum 2803 (both obtained from nasal cavity), C. pseudodiphtheriticum ATCC 10700T (exudative pharyngitis), C. ulcerans 809 (brochoalveolar lavage), C. ulcerans 2965 (oropharynx), C. diphtheriae ATCC 27010T (diphtheria) and its homologue C. diphtheriae ATCC 27012. The cytotoxicity of the metabolites produced by all strains used in this study on monoculture of alveolar epithelial cells (A549) was evaluated, as well as the adhesion pattern presented (aggregative, diffuse or localized), quantitative adhesion and ability to migrate to the intracellular compartment. Furthermore, an indirect culture model was developed using the A549 and THP-1 cell lines to simulate the alveolar microenvironment in vitro. The model was built in the Transwell® system and was intended solely for evaluating the immune response caused by Corynebacterium spp. The influence of the samples on each cell type separately was also evaluated. The results obtained showed a mixed-type performance pattern presented by C. diphtheriae 27012, while the other samples exhibited an aggregate-type pattern. Regarding the cytotoxicity of the metabolites, only the strains C. ulcerans 809 and C. pseudodiphtheriticum 2802 led to a significant reduction in cell vision. Therefore, three samples were selected for the other tests: C. diphtheriae ATCC 27010T, C. ulcerans 809 and C. pseudodiphtheriticum 2802. Through the quantitative adhesion test, all were able to adhere significantly to A549 cell line, varying only in intensity as a function of time. Through the exclusion test with amikacin, only C. diphtheriae ATCC 27010T and C. ulcerans 809 were able to migrate into the cells. A previous characterization of A549 epithelial cells cultured in the Transwell® system demonstrated that cultivation in contact with air provides greater resistance to external stimuli and better organization on the culture support. Corroborating the characterization findings, when stimulating epithelial cells cultured within the system with C. ulcerans 809 and C. diphtheriae ATCC 27010T, greater cytokine release was observed by cells cultured submerged than in contact with air. In the indirect coculture model developed in this study, A549 epithelial cells infected with C. ulcerans 809 appear to modulate IL-6 expression by THP-1-derived macrophages. These findings show that Corynebacterium species associated with TRI infections are capable of interacting with lung epithelial cells, with C. ulcerans 809 being highlighted here for its ability to induce severe immunological alterations and cell death. |
| Keywords: | Pneumonia Mediadores da inflamação Interações hospedeiro-patógeno Virulência Inflammation mediators Host-pathogen interactions Virulence |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências (Microbiologia) |
| Production unit: | Instituto de Microbiologia Paulo de Góes |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 2-Jul-2025 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | Silva, M. A. (2025). Avaliação da interação entre amostras de Corynebacterium spp. associadas à infecção do trato respiratório e células humanas simulando o microambiente alveolar in vitro [Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro]. Repositório Institucional Pantheon. |
| Appears in Collections: | Microbiologia |
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