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Tipo: Tese
Título : Um novo modelo murino de infecção entérica por Shigella flexneri e teste vacinal de cepa de S. flexneri atenuada
Título en inglés: A new murine model of Shigella flexneri enteric infection and attenuated S. flexneri strain vaccine test
Autor : Medeiros, Pedro Henrique Quintela Soares de
Tutor: Lima, Aldo Ângelo Moreira
Palabras clave : Shigella;Diarreia;Vacinas;Zinco
Fecha de publicación : 19-sep-2019
Citación : MEDEIROS, P. H. Q. S.Um novo modelo murino de infecção entérica por Shigella flexneri e teste vacinal de cepa de S. flexneri atenuada. 2019. 139 f. Tese (Doutorado em Microbiologia Médica) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Resumen en portugués brasileño: Introdução:A ausência de um modelo pré-clínico robustode infecções porShigellaflexnerié um dos principais entraves para o desenvolvimento de vacinas para tais infecções.Objetivo:Desenvolver um modelo de infecção por S. flexneri em camundongos pré-tratados com antimicrobianos (ATM) que mimetize desfechos clínicos e possibilite a investigação do papel da deficiência emmicronutriente zinco (DZ) e a avaliação de vacinas. Material e Métodos:Camundongos C57/BL6 foram submetidos a dietas nutrida (DN) ou DZ e tratados com ATM (colistina, gentamicina, metronidazol e vancomicina) por três dias prévios à inoculação oral deS. flexneri2457T 108 UFC/animal. Diarreia e peso corpóreo foram observados diariamente,e amostras de fezes e tecidos intestinais foram coletadas para detecção molecular de S. flexneri e para determinação de biomarcadores inflamatórios e citocinas por ensaios imunoenzimáticos. Amostras de urinas e fezes foram coletadas para análise metabolômica por ressonância magnética nuclear e de microbioma por sequenciamento gênico do 16S rRNA, respectivamente.Uma cepa atenuada de S. flexneri(com deleção dos genes guaBA, sen e set) foi avaliada como candidato vacinalpor via nasal para eficácia e imunogenicidade.Resultados:Animais DNpré-tratados com ATM mostraram excreção fecal deS. flexneripor pelo menos uma semana, enquantonão houve detecção em animais que não receberam ATM. A infecção causou diarreia, perda de peso e aumento de inflamação intestinal entres os dias 2-4 pós-infecção (pi). Tais consequências mostraram dependência do sistema de secreção tipo 3 de S. flexneri, colonização preferencial do cóloncom localização intra e extracelular, ruptura do epitélio, produção de citocinas(TNF-, IL-1 e IL-10) e modulação de gêneros bacterianos (aumento de Turicibacter spp. e Eubacterium spp.; e redução de Blautiaspp.). A infecção em animais DZpré-tratados com ATMpromoveu colonização persistente por pelo menos 50 dias pi, e perda de peso, diarreia e inflamação intestinalde modo tardio em comparação com os animais DN, além de formação de S. flexneri extracelular em estrutura semelhante a biofilme. A análise metabolômicamostrou que distúrbios na -oxidação de ácidos graxos, no metabolismo de taurina e na degradação de triptofano são associados à infecção em DZ.Animais DN pré-vacinados não apresentaram perda de peso ou diarreia e tiveram menor colonização, além de apresentarem produção de anticorpos específicos para S. flexneri. Conclusão:Apresentamos um novo modelo murino de shigelose que mimetiza desfechos clínicos. DZ promove colonização persistente, formação de biofilme e alterações metabólicas na resposta contra a infecção. A cepa vacinal atenuada de S. flexnerimostrou-se eficaz na prevenção dos sintomas de diarreia e perda de peso, e imunogênica contra lipopolissacarídeo específico de S. flexneri.
Abstract: Background:The absence ofa robust pre-clinical model of S. flexneri infectionsis major barrier for the vaccine development for these infections. Objective: To develop an infection model of S.flexneriin antibiotic pre-treated mice which could mimic clinical outcomes and enable investigating the role of micronutrient zinc deficiency (ZD) and evaluation of vaccines. Material and Methods:C57/BL6 mice were fed nourished (ND) or ZD diets and treated with antimicrobials (colistin, gentamycin, metronidazole and vancomycin) for three days prior to oral inoculation with S. flexneri2457T strain 108 CFU/mouse. Diarrhea and bodyweight were observed daily and fecal samples and intestinal tissues were collected for molecular detection of S. flexneriand measurement of inflammatory biomarkers and cytokines by immunoenzymatic assays. Urine and fecal samples were collected for metabolomics analysis by gas nuclear magnetic resonance and microbiome analysis by sequencing of 16S RNAr, respectively. An attenuated S. flexneristrain (with deletion of genes guaBA, sen and set) was tested intranasallyas vaccine candidate for efficacy and immunogenicity.Results: ND mice pretreated with antimicrobials showed S. flexnerifecal excretion for at least a week, while there was no detectionin mice that did not receive antimicrobials. S. flexneriinfection caused diarrhea, weight loss and increased intestinal inflammation between days 2-4 post-infection (pi). These outcomes were dependent on the type 3 secretion system, preferential colonization to the colon with intra and extracellular localization, epithelial disruption, cytokines production (TNF-, IL-1 e IL-10), and modulation of bacterial genera (increased Turicibacter spp. andEubacterium spp.; and decreasedBlautiaspp). Infection in ZD antibiotic pre-trated mice led topersistent colonization for at least 50 days pi and delayed weight loss, diarrhea and intestinal inflammation in comparison with DN mice, as well as extracellular localization of S. flexneri with biofilm-like structures. Metabolomics analysis showed that defects on fatty acid -oxidation, taurine metabolism and degradation of tryptophan are associated with infection in ZD. Pre-vaccinated ND micedid not present weight loss or diarrhea and had shorter courses of pathogen colonization and presented S. flexnerispecific antibody responses. Conclusion:We present a new murine model of shigellosis, which mimics common clinical outcomes in children. ZD promotes persistent colonization, biofilm formation and metabolic alterations in the response to infection. An attenuated strain of S. flexneriwas efficacious and immunogenic in ND mice.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/47850
Aparece en las colecciones: PPGMM - Teses defendidas na UFC

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