O papel virucida das armadilhas extracelulares de neutrófilos na COVID-19
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17147/tde-25112025-173749/ |
Resumo: | A COVID-19 é uma doença respiratória infecciosa causada pelo vírus SARS-CoV-2. A inflamação causada por essa infecção viral é caracterizada por lesão pulmonar intensa, infiltração de neutrófilos e liberação exacerbada de armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs), que contribuem para dano tecidual em indivíduos com infecção moderada a grave. No entanto, não se sabe se as NETs também podem estar envolvidas na inibição da replicação do SARS-CoV-2, possuindo um papel dual durante a infecção. Portanto, nosso objetivo foi investigar o papel virucida dos neutrófilos através da produção de NETs na COVID-19. Para tanto, neutrófilos de indivíduos saudáveis que foram infectados in vitro com SARS-CoV-2, assim como de pacientes com COVID-19 foram utilizados para analisar a interação das redes extracelulares com as partículas virais. Os neutrófilos também foram pré-tratados ou não com inibidor de PAD4 e infectados in vitro com SARS-CoV-2 para analisar a formação de NETs e a carga viral. Para analisar o papel das NETs na inativação viral em outros tipos celulares, células epiteliais da linhagem Caco2 foram infectadas in vitro com SARS-CoV-2 na presença de NETs purificadas de neutrófilos humanos que receberam diferentes estímulos como PMA, LPS e o próprio SARS-CoV-2. Essas células foram caracterizadas quanto a replicação viral e a viabilidade celular. As NETs também foram tratadas com inibidores farmacológicos de moléculas microbicidas como NE, MPO e histonas para avaliar o envolvimento dessas moléculas na inativação viral. Por fim, camundongos K18 hACE2 foram infectados e tratados ou não com DNase I para avaliar o papel das NETs na inativação viral nas primeiras 48h pós-infecção. Os resultados mostraram que as partículas virais se colocalizam com NETs nos neutrófilos isolados de pacientes com COVID-19 ou de indivíduos saudáveis que foram infectados in vitro com SARS-CoV-2. A inibição da produção de NETs aumentou a replicação do vírus nos neutrófilos. Paralelamente, NETs isoladas restringiram a capacidade do vírus de infectar e replicar em células epiteliais. O efeito virucida das NETs não foi dependente da atividade de NE ou MPO, mas sim da integridade das redes de DNA e histonas H3 e H4. No modelo murino de infecção com SARS-CoV-2, observamos maior carga viral em animais tratados com DNase I. Diante do exposto, os resultados indicam que as NETs atuam no controle da replicação e infecção pelo SARS-CoV-2. Assim, nossos resultados fornecem evidências do papel da NETose como um mecanismo de captura e inibição viral do SARS-CoV-2, revelando novos mecanismos inatos no contexto da COVID-19. |
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O papel virucida das armadilhas extracelulares de neutrófilos na COVID-19The virucidal role of neutrophil extracellular traps in COVID-19COVID-19COVID-19Imunidade inataInnate immunityNETsNETsNeutrófilosNeutrophilsA COVID-19 é uma doença respiratória infecciosa causada pelo vírus SARS-CoV-2. A inflamação causada por essa infecção viral é caracterizada por lesão pulmonar intensa, infiltração de neutrófilos e liberação exacerbada de armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs), que contribuem para dano tecidual em indivíduos com infecção moderada a grave. No entanto, não se sabe se as NETs também podem estar envolvidas na inibição da replicação do SARS-CoV-2, possuindo um papel dual durante a infecção. Portanto, nosso objetivo foi investigar o papel virucida dos neutrófilos através da produção de NETs na COVID-19. Para tanto, neutrófilos de indivíduos saudáveis que foram infectados in vitro com SARS-CoV-2, assim como de pacientes com COVID-19 foram utilizados para analisar a interação das redes extracelulares com as partículas virais. Os neutrófilos também foram pré-tratados ou não com inibidor de PAD4 e infectados in vitro com SARS-CoV-2 para analisar a formação de NETs e a carga viral. Para analisar o papel das NETs na inativação viral em outros tipos celulares, células epiteliais da linhagem Caco2 foram infectadas in vitro com SARS-CoV-2 na presença de NETs purificadas de neutrófilos humanos que receberam diferentes estímulos como PMA, LPS e o próprio SARS-CoV-2. Essas células foram caracterizadas quanto a replicação viral e a viabilidade celular. As NETs também foram tratadas com inibidores farmacológicos de moléculas microbicidas como NE, MPO e histonas para avaliar o envolvimento dessas moléculas na inativação viral. Por fim, camundongos K18 hACE2 foram infectados e tratados ou não com DNase I para avaliar o papel das NETs na inativação viral nas primeiras 48h pós-infecção. Os resultados mostraram que as partículas virais se colocalizam com NETs nos neutrófilos isolados de pacientes com COVID-19 ou de indivíduos saudáveis que foram infectados in vitro com SARS-CoV-2. A inibição da produção de NETs aumentou a replicação do vírus nos neutrófilos. Paralelamente, NETs isoladas restringiram a capacidade do vírus de infectar e replicar em células epiteliais. O efeito virucida das NETs não foi dependente da atividade de NE ou MPO, mas sim da integridade das redes de DNA e histonas H3 e H4. No modelo murino de infecção com SARS-CoV-2, observamos maior carga viral em animais tratados com DNase I. Diante do exposto, os resultados indicam que as NETs atuam no controle da replicação e infecção pelo SARS-CoV-2. Assim, nossos resultados fornecem evidências do papel da NETose como um mecanismo de captura e inibição viral do SARS-CoV-2, revelando novos mecanismos inatos no contexto da COVID-19.COVID-19 is an infectious respiratory disease caused by the SARS-CoV-2 virus. The inflammation caused by this viral infection is characterized by intense lung injury, neutrophil infiltration, and exacerbated release of neutrophil extracellular traps (NETs), which contribute to tissue damage in individuals with moderate to severe infection. However, it is unknown whether NETs may also be involved in inhibiting SARS-CoV-2 replication, playing a dual role during infection. We hypothesize that initially, in the presence of the virus, neutrophils produce NETs as a form of antiviral response. Therefore, we aimed to investigate the virucidal role of neutrophils through the release of NETs in COVID-19. To this end, neutrophils from healthy individuals were infected in vitro with SARS-CoV-2, as well as from patients with COVID-19, were used to analyze the interaction of extracellular networks with viral particles. Neutrophils were also pretreated or not with PAD4 inhibitor and infected in vitro with SARS-CoV-2 to analyze NET formation and viral load. To analyze the role of NETs in viral inactivation in other cell types, epithelial cells of the Caco2 lineage were infected in vitro with SARS-CoV-2 in the presence of NETs purified from human neutrophils that received different stimuli such as PMA, LPS and SARS-CoV-2 itself. These cells were characterized by viral replication and cell viability. NETs were also treated with pharmacological inhibitors of microbicidal molecules such as NE, MPO and histones to evaluate the involvement of these molecules in viral inactivation. Finally, K18 hACE2 mice were infected and treated or not with DNase I to evaluate the role of NETs in viral inactivation in the first 48h post-infection. The results showed that viral particles colocalized with NETs in neutrophils isolated from COVID-19 patients or healthy individuals who were infected in vitro with SARS-CoV-2. Inhibition of NET production increased virus replication in neutrophils. In parallel, isolated NETs restricted the ability of the virus to infect and replicate in epithelial cells. The virucidal effect of NETs was not dependent on NE or MPO activity, but rather on the integrity of DNA networks and histones H3 and H4. In the murine model of SARS-CoV-2 infection, we observed higher viral load in animals treated with DNase I. Given the above, the results indicate that NETs act in the control of SARS-CoV-2 replication and infection. Thus, our results provide evidence of the role of NETosis as a mechanism of viral capture and inhibition of SARS-CoV-2, revealing new innate mechanisms in the context of COVID-19.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCunha, Fernando de QueirozAlmeida, Cicero José Luiz dos Ramos2025-08-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17147/tde-25112025-173749/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-12-04T19:01:02Zoai:teses.usp.br:tde-25112025-173749Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-12-04T19:01:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A COVID-19 é uma doença respiratória infecciosa causada pelo vírus SARS-CoV-2. A inflamação causada por essa infecção viral é caracterizada por lesão pulmonar intensa, infiltração de neutrófilos e liberação exacerbada de armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs), que contribuem para dano tecidual em indivíduos com infecção moderada a grave. No entanto, não se sabe se as NETs também podem estar envolvidas na inibição da replicação do SARS-CoV-2, possuindo um papel dual durante a infecção. Portanto, nosso objetivo foi investigar o papel virucida dos neutrófilos através da produção de NETs na COVID-19. Para tanto, neutrófilos de indivíduos saudáveis que foram infectados in vitro com SARS-CoV-2, assim como de pacientes com COVID-19 foram utilizados para analisar a interação das redes extracelulares com as partículas virais. Os neutrófilos também foram pré-tratados ou não com inibidor de PAD4 e infectados in vitro com SARS-CoV-2 para analisar a formação de NETs e a carga viral. Para analisar o papel das NETs na inativação viral em outros tipos celulares, células epiteliais da linhagem Caco2 foram infectadas in vitro com SARS-CoV-2 na presença de NETs purificadas de neutrófilos humanos que receberam diferentes estímulos como PMA, LPS e o próprio SARS-CoV-2. Essas células foram caracterizadas quanto a replicação viral e a viabilidade celular. As NETs também foram tratadas com inibidores farmacológicos de moléculas microbicidas como NE, MPO e histonas para avaliar o envolvimento dessas moléculas na inativação viral. Por fim, camundongos K18 hACE2 foram infectados e tratados ou não com DNase I para avaliar o papel das NETs na inativação viral nas primeiras 48h pós-infecção. Os resultados mostraram que as partículas virais se colocalizam com NETs nos neutrófilos isolados de pacientes com COVID-19 ou de indivíduos saudáveis que foram infectados in vitro com SARS-CoV-2. A inibição da produção de NETs aumentou a replicação do vírus nos neutrófilos. Paralelamente, NETs isoladas restringiram a capacidade do vírus de infectar e replicar em células epiteliais. O efeito virucida das NETs não foi dependente da atividade de NE ou MPO, mas sim da integridade das redes de DNA e histonas H3 e H4. No modelo murino de infecção com SARS-CoV-2, observamos maior carga viral em animais tratados com DNase I. Diante do exposto, os resultados indicam que as NETs atuam no controle da replicação e infecção pelo SARS-CoV-2. Assim, nossos resultados fornecem evidências do papel da NETose como um mecanismo de captura e inibição viral do SARS-CoV-2, revelando novos mecanismos inatos no contexto da COVID-19. |
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