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Title in Portuguese: Alterações fenotípicas dos glicosaminoglicanos provenientes de cartilagem osteoartrítica induzem aumento de il-1β e il-17 in vivo e il-1β in vitro, um possível biomarcador para a osteoartrite
Title: Phenotypic alterations of glycosaminoglycans from osteoarthritic cartilage induce increase of il-1β and il-17 in vivo and il-1β in vitro, a possible biomarker for osteoarthritis
Author: Nunes, Rodolfo de Melo
Advisor(s): Rocha, Francisco Airton Castro da
Keywords: Osteoartrite
Citocinas
Glicosaminoglicanos
Issue Date: 26-Apr-2018
Citation: NUNES, R. M. Alterações fenotípicas dos glicosaminoglicanos provenientes de cartilagem osteoartrítica induzem aumento de il-1β e il-17 in vivo e il-1β in vitro, um possível biomarcador para a osteoartrite.2018. 106 f. Tese (Doutorado em Ciências Médicas) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: A Osteoartrite (OA) é uma doença crônico-degenerativa onde parece ocorrer desequilíbrio entre a síntese e degradação da cartilagem articular. Associa-se à dor crônica e incapacidade funcional. Entretanto, a manifestação desses dois sinais caracteriza um quadro crônico e avançado, uma vez que em humanos, a inexistência de métodos objetivos e confiáveis para avaliar a evolução da OA limita o seu estudo clínico. As dificuldades incluem indisponibilidade do tecido para análise histopatológica, em particular nas fases iniciais da doença, ausência de marcadores biológicos confiáveis e padronização inconclusa em métodos de imagem. Levando em consideração que o sulfato de condroitina (CS) é o glicosaminoglicano (GAG) predominante na cartilagem. Além disso, alterações na quantidade e no seu peso molecular já foram demonstradas em estudos anteriores em animais e em seres humanos, então nós resolvemos investigar quais os tipos de alterações moleculares existentes nos pacientes e se isso estava relacionada à alteração no potencial inflamatório, posto que a caracterização dessas modificações poderiam ser um biomarcadores da OA. GAGs de pacientes submetidos à artroplastia por OA ou fratura foram isolados por proteólise enzimática, quantificados, analisados quanto a massa molar e elementar, e carga elétrica, e depois foram administrados (50μg/mL) intra-articular (i.a) em camundongos, avaliando-se dor (hipernocicepção), migração celular, sinovite e liberação de citocinas (pg/mL), após 6h no lavado articular bem como em sinoviócitos de camundongo cultivados na presença de GAG, medindo-se liberação de citocinas (ELISA – IL-1, IL-5, IL-6, IL-10, IL-17, CXCL-1, γ-INF e TNF-α); *=p<0.01 e nd (não-detectado). A migração ainda foi avaliada após 7 dias. A mobilidade relativa e a massa molar do CS de seres humanos com OA não diferem, quando comparada com o grupo fratura, assim como elas não são alteradas pelo gênero e nem a massa molar do CS é alterado pela idade. Entretanto, a OA reduz as porcentagens de enxofre e carga negativa nos GAGs, quando comparado com o grupo fratura, bem como o gênero reduz as porcentagens de enxofre. GAG i.a de pacientes com ou sem OA induz influxo celular agudo. Todavia, eles não diferem quanto ao influxo celular agudo, crônico ou dor aguda, mas sim na sinovite. Já o influxo celular agudo é alterado pelo gênero. GAG i.a de pacientes com ou sem OA induz a liberação de citocinas, tais como: IL-6, IL-17, TNF-α, INF-Y, CXCL-1, IL-1β e IL-10. Entretanto, a OA aumenta significativamente os níveis de IL-1β e IL-17, assim como o grupo fratura aumenta significativamente os níveis de INF-Y e IL-10 no líquido sinovial, e a imunoexpressão de iNOS na sinóvia. Ainda a liberação de citocinas induzida pelos GAGs não é alterado pelo gênero. In vitro, GAG induz a liberação de IL-6 in vitro. Contudo, somente os GAGs de pacientes com OA aumentam significativamente os níveis de IL-1β. Essa é a primeira descrição que GAGs sofrem reduções elementares e na carga negativa.Além disso, promovem liberação de citocinas, cujo perfil difere em amostras de pacientes com e sem OA. A liberação in vivo é maior e mais diversificada que in vitro. A diferença no perfil de citocinas entre GAG de cartilagem de pacientes com e sem OA influi na definição de biomarcadores, uma necessidade não-atendida no manuseio dessa doença.
Abstract: Osteoarthritis (OA) is a chronic degenerative disease where there seems to be an imbalance between the synthesis and degradation of the articular cartilage. It is associated with chronic pain and functional disability. However, the manifestation of these two signs characterizes a chronic and advanced, since in humans, the lack of objective and reliable methods to evaluate the evolution of OA limits its clinical study. The difficulties include tissue unavailability for histopathological analysis, particularly in the early stages of the disease, absence of reliable biological markers, and unconventional standardization in imaging methods. Taking into account that chondroitin sulfate (CS) is the predominant glycosaminoglycan (GAG) in cartilage. In addition, changes in the amount and molecular weight have already been demonstrated in previous animal and human studies, so we decided to investigate the types of molecular changes in the patients and whether this was related to the change in inflammatory potential, since the characterization of these modifications could be a biomarkers of OA. GAGs of patients submitted to OA arthroplasty or fracture were isolated by enzymatic proteolysis, quantified, analyzed for molar and elemental mass, and electrical charge, and then were administered (50 μg / mL) intra-articular (ia) in mice, (IL-1, IL-1, IL-1, IL-1, IL-1 and IL-1) IL-5, IL-6, IL-10, IL-17, CXCL-1, γ-INF and TNF-α); * = p <0.01 and nd (undetected). Migration was still evaluated after 7 days. The relative motility and molar mass of CS from humans with OA do not differ as compared to the fracture group, as they are not altered by gender, nor does the molar mass of CS be altered by age. However, OA reduces sulfur and negative charge percentages in GAGs when compared to the fracture group, as well as the genus reduces sulfur percentages. GAG i.a from patients with or without OA induces acute cellular inflow. However, they do not differ in terms of acute, chronic or acute cellular influx, but in synovitis. Already the acute cellular influx is altered by gender. GAG i.a from patients with or without OA induces the release of cytokines, such as IL-6, IL-17, TNF-α, INF-Y, CXCL-1, IL-1β and IL-10. However, OA significantly increases levels of IL-1β and IL-17, as well as the fracture group significantly increases the levels of INF-Y and IL-10 in synovial fluid, and iNOS immunoexpression in synovium. Yet the release of cytokines induced by GAGs is not altered by gender. In vitro, GAG induces the release of IL-6 in vitro. However, only GAGs from patients with OA significantly increase IL-1β levels. This is the first description that GAGs undergo elemental and negative charge reductions. In addition, they promote cytokine release, whose profile differs in samples from patients with and without OA. In vivo release is greater and more diverse than in vitro. The difference in the cytokine profile between cartilage GAG ​​of patients with and without OA influences the definition of biomarkers, an unmet need in the handling of this disease.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/31727
metadata.dc.type: Tese
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