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CARACTERIZAÇÃO DA INTERAÇÃO ENTRE VÍRUS DA DENGUE E PLAQUETAS HUMANAS: ATIVAÇÃO PLAQUETÁRIA, FUNÇÃO MITOCONDRIAL E SECREÇÃO DE CITOCINAS
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Abstract in Portuguese
A Dengue é considerada, hoje, a principal arbovirose humana no mundo, infectando milhões de pessoas e causando milhares de mortes anualmente. A infecção pode ser assintomática ou pode causar doença com quadro cínico variado, que inclui desde quadros febris sem maiores complicações até quadros graves de sangramentos e choque, nos quais plaquetopenia e aumento da permeabilidade vascular estão frequentemente presentes. A interação direta do vírus da dengue (DENV) com plaquetas parece ser um importante mecanismo implicado na plaquetopenia de pacientes com dengue, portanto a identificação e compreensão dos mecanismos envolvidos nesse processo serão de grande valia para a determinação de marcadores de gravidade e para o desenvolvimento de novos alvos terapêuticos visando prevenção e/ou resolução da febre hemorrágica do dengue/ síndrome do choque por dengue (FHD/SCD). Nesse trabalho, buscamos caracterizar os efeitos diretos do DENV-2 sobre a ativação e o metabolismo energético de plaquetas humanas a partir de um modelo de interação plaqueta-DENV in vitro. Nossos resultados mostraram que plaquetas expostas ao DENV-2 apresentaram alterações morfológicas inerentes à ativação plaquetária como espalhamento, filopodia e agregação, bem como aumento da expressão de P-selectina. Além disso, a exposição ao DENV-2 induziu a secreção de IL-4, IL-13, GM-CSF, MCP-1 e TNF-α. Importantemente, a exposição de plaquetas ao DENV-2 inativado não levou a ativação plaquetária. Para melhor compreender o papel da atividade mitocondrial durante a ativação de plaquetas expostas ao DENV-2 nós inicialmente investigamos o papel funcional da mitocôndria em plaquetas quiescentes e ativadas por trombina (controle positivo de ativação plaquetária nesse estudo). Observamos que plaquetas apesar de consumir O2 para gerar m podem também mantê-lo através da hidrólise de ATP, um processo associado com a prevenção da apoptose em outros tipos celulares. Observamos também que a ativação plaquetária por trombina promove diminuição ou aumento do m de acordo com a dose administrada, alterando consequentemente o fluxo de O2 através de mecanismos que envolvem transição de permeabilidade e reversão da ATP-sintase. Demonstramos que plaquetas expostas ao DENV-2 apresentam marcante despolarização do m e aumentada exposição de fosfatidilserina, sugerindo que o DENV pode diretamente induzir morte celular em plaquetas. Os mecanismos envolvidos na ativação e morte de plaquetas expostas ao DENV ainda devem ser elucidados, mas nossos resultados mostram que a ativação plaquetária induzida diretamente pelo DENV pode ter um papel importante na origem da plaquetopenia associada à FD/FHD, bem como na produção dos mediadores inflamatórios envolvidos na patogenia da doença.
Abstract
Dengue is, nowadays, the most important human arbovirus disease in the world, infecting millions of people and causing thousands of deaths every year. Infection can be asymptomatic or may lead to sickness whose intensity may vary, featuring from undifferentiated fever up to severe cases with bleeding and shock, in which thrombocytopenia and increased vascular permeability are frequently observed. Dengue virus (DENV) directly interacting with platelets may be an important peripheral mechanism of thrombocytopenia in dengue; therefore, identification and comprehension of mechanisms involved in this process will play a major role in determining markers of severity or in developing new therapeutic targets leading up to prevention or resolution of dengue hemorrhagic fever/ dengue shock syndrome (DHF/DSS). This work aimed to characterize the DENV-2 direct effects on platelet activation and energetic metabolism through an in vitro platelet-DENV interaction model. Our results showed typical activation-related morphological changes in DENV-2 exposed platelets, such as spreading, filopodia and aggregation, as well as increase in P-selectin expression. Furthermore, DENV-2 exposure induced release of IL-4, IL-13, GM-CSF, MCP-1 and TNF-α. Importantly, platelet exposure to inactivated DENV-2 failed to increase P-selectin expression. Aiming at a better understanding of the role of mitochondrial activity during DENV-induced platelet activation we investigated the functional role of this organelle on resting and thrombin activated platelets (positive control of platelet activation in this study). Although platelets consume O2 to generate m, these cells can also keep the m from hydrolysis of ATP, a process associated with apoptosis cell death prevention in other cell types. We also found that platelet activation by thrombin leads to decrease or increase in m in a dose-dependent way, consequently altering O2 consumption through a mechanism involving permeability transition and ATP-sintase reversion. We show that DENV-2 exposed platelets present m depolarization and elevated phosphatidylserine exposition, suggesting a DENV-induced cell death in platelets. The mechanisms involved in DENV-exposed platelet activation and cell death remain elusive, but our results show that directly DENV-induced platelet activation may have an important role in origin of DF/DHF thrombocytopenia, as well as in inflammatory mediators production in dengue pathogenesis.
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