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Comparative analysis of rat hepatocytes invasion process by Listeria monocytogenes and Salmonella Typhimurium: Morphological characterization, quantification of TNF-alpha release and cellular death by apoptosis

By Sânia Alves dos Santos

Abstract

INTRODUÇÃO: Os hepatócitos apresentam papel potencial em iniciar e amplificar a resposta inflamatória aguda no fígado, através da liberação de citocinas pró-inflamatórias, em papel complementar ao exercido pelas células de Kupffer e endoteliais. A invasão bacteriana da célula hepática é um estímulo para que o hepatócito produza citocinas como o TNF-alfa, capaz de induzir sua própria morte por apoptose. O TNF-alfa pode ser tanto um agente citotóxico (induzindo a morte celular), quanto um agente protetor (através da ativação de NF-kB). A morte por apoptose do hepatócito libertaria as bactérias que seriam destruídas pelo sistema imunológico hepático ativado. Salmonella Typhimurium (ST) e Listeria monocytogenes (LM) são patógenos responsáveis por importantes doenças de origem alimentar. O hepatócito é o maior local de replicação bacteriana no fígado. As conseqüências da invasão bacteriana dos hepatócitos e sua repercussão na produção de TNF-alfa e na morte celular necessitam ser melhor xxix avaliadas. MÉTODOS: Nesse estudo procuramos investigar o comportamento dos hepatócitos invadidos por ST e LM sorogrupos 4a, 4b e 1/2a, analisando os seguintes parâmetros: a) morfologia = por microscopia óptica (MO) (hematoxilina e eosina) e por microscopia eletrônica (ME); b) dosagem do TNF-alfa liberado pelos hepatócitos invadidos = o TNF-alfa liberado foi detectado por técnica ELISA no sobrenadante das culturas; c) pesquisa da morte celular por apoptose = avaliada através das técnicas TUNEL e anexina (citometria de fluxo). Para todos os parâmetros foi realizada análise comparativa estatística entre os quatro tipos de bactéria. RESULTADOS: As monocamadas de hepatócitos agredidas por Listeria monocytogenes e Salmonella Typhimurium apresentam ruptura em sua distribuição, e sinais de desorganização citoplasmática e nuclear. Para as bactérias ST, LM 4a, LM 4b e LM 1/2a obtivemos os seguintes valores em seqüência: a) taxa de liberação de TNF-alfa (pg/mL): 146,9±18,38; 94,71±13,89; 94,52±15,66 e 58,16±15,49; b) capacidade de produção de TNF-alfa (pg/mL): -67,20±71,56; -46,49±54,10; -106,3±61,0 e 58,16±15,49; c) taxa de apoptose avaliada por TUNEL em unidade de área (UA): 23,86±1,614; 15,92±0,9343; 21,14±1,421 e 23,93±1,263; d) capacidades de produção de apoptose por TUNEL em UA: -50,67±12,42; 10,81±7,186; - 17,22±10,93 e -40,27±9,712; e) taxas de apoptose por anexina em UA: 12,51±2,052; 23,10±3,481; 26,61±3,414 e 18,57±2,497; f) capacidades de produção de apoptose por anexina em UA: -63,31±15,79; -126,4±26,78; - 142,0±26,26 e -97,75±19,21. CONCLUSÕES: a) ocorre liberação de TNFxxx alfa pelos hepatócitos invadidos, sendo que a Salmonella Typhimurium foi responsável pela maior taxa de liberação de TNF-alfa, e Listeria monocytogenes 4b pela maior capacidade de produção de TNF-alfa; b) ocorre morte por apoptose dos hepatócitos invadidos por bactérias, avaliada através da técnica TUNEL, sendo que Salmonella Typhimurium e Listeria monocytogenes 1/2a foram responsáveis pelas maiores taxas e capacidades de produção de apoptose; c) ocorre morte dos hepatócitos invadidos por apoptose, avaliada através da técnica da anexina, sendo que Listeria monocytogenes 4b foi responsável pelas maiores taxas e capacidades de produção de apoptose; d) os hepatócitos cultivados invadidos pelas bactérias Salmonella Typhimurium e Listeria monocytogenes apresentam alterações morfológicas, com ruptura da distribuição da monocamada, e sinais de desorganização citoplasmática e nuclearINTRODUCTION: Hepatocytes can play an important role in the initiation or amplification of the hepatic acute inflammatory response, through the release of proinflammatory cytokines. The bacterial invasion of hepatocyte is a stimulus for production of TNF-alpha by these cells, and this phenomenon induces its own death by apoptosis. TNF-alpha is as a cytotoxic agent (inducing cellular death), as a protector agent (through NF-kB activation). The hepatocyte death by apoptosis may release intracellular bacteria that would be destroyed by hepatic immunological system. Salmonella Typhimurium (ST) and Listeria monocytogenes (LM) are important foodborne pathogens. The hepatocyte is the major site of bacterial replication in the liver. The consequences of hepatocytes bacterial invasion must be better evaluated. METHODS: In the present work we show the behavior of hepatocytes invaded by ST and LM serotypes 4a, 4b and 1/2a, through: a) morphology = by optic microscopy (OM) (hematoxylin-eosin staining) and electronic microscopy (EM); b) quantification of TNF-alpha released by hepatocytes = TNF-alpha released was determined by ELISA in culture supernatants; c) evaluation of apoptotic cell death by TUNEL and annexin techniques (flow cytometry). For all parameters were made a statistical comparative analysis among the four types of bacteria. RESULTS: The hepatocytes monolayers invaded by LM and ST presented ruptures in your organization, and signs of nuclear and cytoplasmic disorder. For the bacteria ST, LM 4a, LM 4b and LM 1/2a we obtained the following values respectively: a) rate of TNF-alpha released (pg/mL): 146,9±18,38; 94,71±13,89; 94,52±15,66 and 58,16±15,49; b) capacities of TNF-alpha production (pg/mL): -67,20±71,56; -46,49±54,10; -106,3±61,0 and 58,16±15,49; c) rate of apoptosis by TUNEL in unit of area (UA): 23,86±1,614; 15,92±0,9343; 21,14±1,421 and 23,93±1,263; d) capacities of apoptosis production by TUNEL in UA: -50,67±12,42; 10,81±7,186; - 17,22±10,93 and -40,27±9,712; e) rate of apoptosis by annexin in UA: 12,51±2,052; 23,10±3,481; 26,61±3,414 and 18,57±2,497; f) capacities of apoptosis production by annexin in UA: -63,31±15,79; -126,4±26,78; - 142,0±26,26 and -97,75±19,21. CONCLUSIONS: a) ST was responsible for the major rate of TNF-alpha released and LM 4b was responsible for the major capacity of TNF-alpha production; b) ST and LM 1/2a caused the major rates and capacities of apoptosis,production, evaluated by TUNEL technique; c) LM 4b was responsible for the major rates and capacities of apoptosis production, evaluated by annexin technique; d) the cultured hepatocytes invaded by bacteria ST and LM presented morphological alterations, with monolayer rupture, and signs of nuclear and cytoplasmic disorde

Topics: Apoptose fator de necrose tumoral alfa, Salmonella, Ratos Wistar, Listeria monocytogenes/patogenicidade, Infecções bacterianas, Typhimurium/patogenicidade, Hepatócitos, Typhimurium/pathogenicity, Tumor necrosis factor-alpha, Apoptosis, Salmonella, Rats Wistar, Bacterial infections, Listeria monocytogenes/pathogenicity, Hepatocytes
Publisher: 'Universidade de Sao Paulo, Agencia USP de Gestao da Informacao Academica (AGUIA)'
Year: 2009
DOI identifier: 10.11606/T.5.2009.tde-15042009-150702
OAI identifier: oai:teses.usp.br:tde-15042009-150702
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