2. GENEL BİLGİLER
2.7. Renkli Görmenin Böcekler Arasındaki Durumu ve Evrimi
Apoptose, ou morte celular programada, possui como características a condensação da cromatina, fragmentação do DNA, formação de prolongamentos na membrana celular e retração celular, e pode ser induzida pelas vias intrínseca e extrínseca (GHAVAMI et al., 2009). Dentro da via extrínseca podemos destacar os fatores: Apaf-1, TNFα-R1 e Fas/FasL, os quais participam da indução da apoptose, culminando na ativação da cascata das caspases (GRIVICICH et al., 2007)
Muitos vírus que infectam mamíferos quando estimulados podem ser associados com apoptose celular, de forma a induzir ou suprimir este evento. Os vírus possuem vários mecanismos bioquímicos e genéticos responsável pela invasão e/ou indução da modulação da apoptose através de várias proteínas virais (GRIFFIN et al., 2010).
Na família Herpesvirus, a modulação da apoptose parece ser uma etapa chave para sua patogênese (GRIFFIN et al., 2010). Como exemplo, o
Herpesvirus Anatide tipo 1 (AHV-1) induz a apoptose em células fibroblásticas
embrionárias de pato e também o Herpesvirus simples tipo 2 (HSV-2) ativa a apoptose de células T (GUO et al., 2009). E apesar de muitos estudos sobre a subfamília Alphaherpesvirinae e sua atividade anti e pró-apoptótica, a associação destes com o BoHV-5 é completamente desconhecida (DUFOUR et al., 2011).
Com isso, a análise dos resultados deste estudo demonstra que a infecção por BoHV-5 é capaz de ativar a cascata da apoptose pela via extrínseca (ativação da caspase-8 e -9) através de receptores de morte celular como TNFα-R1 e Fas/FasL e, posteriormente, a via intrínseca pela liberação do citocromo c.
Muitos vírus são capazes de rapidamente ativar a morte celular via receptores de via extrínseca (STLOUIS et al., 2007). No caso do BoHV-5, a indução da apoptose envolveu o aumento da expressão de todos os fatores relativos a via extrínseca, como observamos na Figura 5A, quando comparada aos valores expressos na Figura 5B.
43
A expressão de Fas/FasL aumentou principalmente após a adsorção viral (24 hpi), sendo que após este período houve uma queda dos valores. Com relação ao TNFα-R1, após a adsorção viral houve também um aumento gradativo e expressivo, que se manteve até às 48 hpi, como podemos observar na Figura 5, mostrando o aumento na expressão do mRNA no grupo infectado comparado ao não infectado.
A ativação da apoptose via Fas/FasL e TNFα-R1 também demonstrou que houve ativação da via intrínseca, constatada pelo aumento na expressão do citocromo c e do Apaf-1 após 48 hpi. (Figura 5A). Assim, após liberado no citosol, o citocromo c auxilia o Apaf-1 a recrutar e ativar a pró-caspase-9. Estes achados confirmam o resultados observados por De Martino et al. (2010) de que na maioria dos casos de apoptose induzida por vírus, ocorre uma sinalização cruzada entre a via extrínseca e intrínseca da apoptose.
Em estudo similar desenvolvido por Xu et al. (2012) com BoHV-1 também foi possível observar a atividade apoptótica do vírus, ou seja, tanto o BoHV-1 quanto o BoHV-5 deflagram a apoptose via receptores de morte celular e mitocondrial em células MDBK.
A apoptose pode ser induzida pela replicação viral, como descrita por Xu et al. (2005) para o BoHV-1, onde a penetração do vírus em células MDBK desencadeou o processo de morte celular, mas não ativou o mecanismo intrínseco de reconhecimento celular. No presente estudo, observamos que a apoptose ocorreu devido à replicação viral, como podemos observar na Figura 6, onde houve um aumento progressivo no título viral (72 hpi, Figura 6B) condizendo com a formação sincicial (Figura 6A), a qual evidenciou o efeito citopático provocado pela replicação viral, em consequência da ativação da apoptose.
Apesar da atividade apoptótica, outros estudos demonstram que o BoHV-5 é capaz de manipular fatores anti e pró-apoptóticos, demonstrando que a viabilidade celular prolongada pode ser benéfica ao vírus.
Garcia et al. (2013), observou que nos primeiros estágios de replicação do BoHV-5 em células mesenquimais bovinas (24-48 hpi), houve um aumento
44
da expressão de Bcl-2, coincidente com o aumento do título viral. O Bcl-2, localizado na membrana nuclear, retículo endoplasmático e na membrana externa da mitocôndria, juntamente com Bax, presente na membrana mitocondrial, são proteínas repressoras e indutoras da apoptose, respectivamente, e sua expressão está relacionada à infecção viral (OHTA e NISHIYAMA, 2011).
Baseados no fato de mais de 130 espécies de Herpesvirus terem sido identificados e categorizados, possuindo um amplo espectro de hospedeiros, a ativação e controle de alguns mediadores anti e pró-apoptóticos que permitam a sobrevivência celular parecer ser crucial para a replicação viral (GRIFFIN et al., 2010).
Sendo assim, embora haja muitos estudos sobre as vias apoptóticas ativadas durante a replicação viral, os mecanismos moleculares de ação e ativação destas vias pelo BoHV-5 ainda não são completamente compreendidos, fazendo-se necessário mais estudos sobre o tema, a fim de elucidar os mecanismos envolvidos e sua relação com a infecção viral.
45
5. REFERÊNCIAS
ABDELMAGID, O. Y.; MINOCHA, H. C.; COLLINS, J. K.; CHOWDHURY, S. I. Fine mapping of bovine herpesvirus-1 (BoHV-1) glycolprotein D (gd) neutralizing epitopes by type-specific monoclonal antibodies and seuqence comparison with BoHV-5 gD. Virology, v. 206, p. 242-253, 1995.
ACKERMANN, M., E.; PETERHANS, R.; WYLER. DNA of bovine herpesvirus type 1 in the trigeminal ganglia of latently infected calves. Am. J. Vet.Res. v. 43, p. 36–40, 1982.
ALBERT, M.L.; SAUTER, B.; BHARDWAJ, N. Dendritic cells acquire antigen from apoptotic cells and induce class I-restricted CTLs. Nature, v. 392 (6671), p. 86-89, 1998.
ANDONIOU, C.E. Suicide wacth: how cytomegalovirus interferes with the cell death pathways of infected cells. Tissue antigens, v. 76, p. 1-8, 2010.
ANDONIOU, C.E.; DEGLI-ESPOSTI, M. A., Insights into the mechanisms of CMV-mediated interference with cellular apoptosis. Immunol. Cell Biol, v. 84, p. 99-106, 2006.
ASHKENAZI, A.; DIXIT, V.M. Death receptors: Signalling and modulation.
Science; v. 281, p. 1305-1308, 1998.
BARRY, M.; MCFADDEN, G., Apoptosis regulators from DNA viruses. Curr.
Opin. Immunol., v. 10, p. 422-430, 1998.
BELKNAP, E.B.; COLLINS, J.K.; AYERS, V.K.; SCHULTHEISS, P.C.
Experimental infection of neonatal calves with neurovirulent bovine herpesvirus type 5 (BHV-5). Veterinary Pathology, v.31, p.358-365, 1994.
46
CAI, J.; YANG, J.; JONES, D.P. Mitochondrial control of apoptosis: the role of cytochrome c. Biochim. Biophys. Acta, v. 1366, p.139-149,1998.
CARDOSO, T.C.; FERRARI, H. F.; LUVIZOTTO, M. C. R.; ARNS, C. W. Bio- Safety Technology in Production of Bovine Herpesvirus Type 5 (BoHV-5) Using an Alternative Serum-Free Medium. Am. J. Biochem. Biotechnol., v. 3, p. 125- 130, 2007.
CARDOSO, T.C.; SILVA-FRADE, C.; TÁPARO, C.V.; OKAMURA, L.H.; FLORES, E.F. Validation of a reference control for an SYBR-Green fluorescence assay-based real-time PCR for detection of bovine herpesvirus 5 in experimentally exposed bovine embryos. Mol Cell Probes, v. 27(5-6), p. 237- 42, 2013.
CHANG, C.D.; LUO, K.Q.; YONGMEI, P.; GAO, W. Temporal relationship between cytochrome c release and mitochondrial swelling during UV-induced apoptosis in living HeLa cells . Journal of Science, v. 114, p. 2855-2862, 2001.
CHEN, G.; GOEDDEL, D.V. TNF-R1 signaling: a beautiful pathway. Science, v. 296, p. 1634-1635, 2002.
CHIPUK, J.E.; GREEN, D. R. How Bcl-2 proteins induce mitochondrial outer membrane polarization? Trend Cell Biol., v. 18 (4), p. 157-164, 2008.
CLAUS, M.P.; ALFIERI, A.F.; ALFIERI, A.A. Herpesvírus Bovino Tipo 5 e Meningoencefalite Herpética Bovina; Meningoencephalitis by Herpesvirus Type 5; Semana: Ciências Agrárias, Londrina, v. 23, n. 1, p. 131-141, 2002.
CLEM, R.J.; FECHHEIMER, M.; MILLER, L.K. Prevention of apoptosis by baculovirus gene during infection insect cells. Science, v. 254, p. 1388-1390, 1991.
47
DE MARTINO, L.; MARFEB, G.; LONGO, M.; FIORITO, F.; MONTAGNARO, S.; IOVANE, V.; DECARO, N.; PAGNINI, U. Bid cleavage, cytochrome c release and caspase activation in canine coronavirus-induced apoptosis. Vet.
Microbiol., v.141, p. 36-45, 2010.
DEL MÉDICO ZAJAC, M.P.; LADELFA, M.F.; KOTSIAS, F.; MUYLKENS, B.; THIRY, E.; ROMERA, S.A. Biology of Bovine Herpesvirus 5. Vet. J., v.184, p. 138- 145, 2010.
DELHON, G.; MORAES, M.P.; LU, Z.; AFONSO, C.L.; FLORES, E.F.; WEIBLEN, R.; CUTIS, G.F.; ROCK, D.L. Genome of Bovine Herpesvirus 5.
Virol, v. 77, p. 10339-10347, 2003.
DUFOUR, F; SASSEVILLE, A.M.; CHABAUD, S.; MASSIE, B.; SIEGEL, R.M.; LANGELIER, Y. The ribonucleotide reductase R1 subunits of herpes
simplex virus types 1 and 2 protect cells agaist TNFa- and Fas-induced apoptosis by interacting with caspase-8. Apoptosis, v. 16, p. 256-271, 2011.
ELY, R.W.; D’OFFAY, J.M.; RUEFER, A.H.; CASH, A.H. Bovine herpesviral encephalitis: a retrospective atudy on archived formalin-fixed embedded brain tissues. J. Vet. Diagn. Invest., v. 8, p. 487-492, 1996.
ENGELS, M.; GIULIANI, C.; WILD, P.; BECK, T.M.; LOEPFE, E.; WYLER, R. The genome of bovine herpesvirus 1 (BHV-1) strains exhibiting a neuropathogenic potential compared to known BHV-1 astrains by restriction site mapping and cross-hybridization. Virus Res,. v. 1, p. 57-73, 1986.
FERRARI, H.F.; LUVIZOTTO, M.C.; RAHAL, P.; CARDOSO, T.C. Detection of bovine Herpesvirus type 5 in formalin-fixed, paraffin-embedded bovine brain by PCR: a useful adjunct to conventional tissue-based diagnostic test of bovine encephalitis. J Virol Methods, v. 146(1-2), p. 335-40, 2007.
48
GARCIA, A. F.; NOVAIS, J. B.;. ANTELLO. T.F.; SILVA-FRADE, C; FERRAREZI, M.C.; FLORES, E. F.; CARDOSO, T.C. Bovine herpesvirus type 5 infection regulates Bax/BCl-2 ratio. Genetics and Molecular Research, v. 2568, p. 247-255, 2013.
GHAVAMI, S.; HASHEMI, M.; ANDE,S.R.; YEGANEH, B.; XIAO, W.; ESHRAGHI, M.; BUS, C.J.; KADKHODA, K.; WIECHEC, E.; HALAYKO, A.J.; LOS, M. Apoptosis and cancer: mutations within caspase genes. J Med
Genet; v. 46, p. 497-510, 2009.
GOODSELL, D.S. The Molecular Perspective: Cytochrome c and Apoptoses.
The Oncologist, v. 9, p. 226-227, 2004.
GRIFFIN, B.D.; VERWEIJ, M.C. and WIERTZ, E.J. Herpesviruses and Immunity: the art of the evasion. Vet. Microbiol., v.143, p.89-100, 2010.
GRIVICICH, I.; REGNER, A.; ROCHA, A.B. Revista Brasileira de Cancerologia; v.53, n.3, p. 335-343, 2007.
HARDWICK, J.M. Apoptosis in viral pathogenesis. Cell death and
differentiation, v.8, p.109-110, 2001.
HSU, H.; SHU, H.B.; PAN, M.G.; GOEDDEL, D.V. TRADD-TRAF2 e TRADD- FADD interactions define two distinct TNF receptor 1 signal transduction pathways. Cell, v. 84, p. 299-308, 1996.
JOHSTON, L.A.Y.; SIMMONS, G.C.; MCGAVIN, M.D. A viral meningoencephalitis in calves. Aust. Vet. J., v. 38, p. 207-215, 1962
49
KAJITA, M; KATAYAMA, H; MURATA, T; KAI, C; HORI, M; OZAKI, H. Canine Distemper Virus induces apoptosis through Caspase-3 and -8 activation in Vero cells. Journal Veterinary Medicine, v. 53, p. 273 – 277, 2006.
KIRKLAND, P.D.; POYNTING, A.L.; GU, X.; DAVIS, R.J. Infertility and venereal disease in cattle inseminated withsemen containing bovine herpesvirus type 5.
Vet Rec., v. 165, p. 111-113, 2009
KNOWLES, D. Herpesvirales: In: Fenner’s Veterinary Virology 4th Edition Academic Press China, pp: 179-201, 2011.
KROEMER, G.; GALLUZZI, L.; VANDENABEELE, P.; ABRAMS, J.; ALNEMRI, E.S.; BAEHRECKE, E.H.; BLAGOSKLONNY, M.V.; EL-DEIRY, W.S.; GOLDSTEIN, P.; GREEN, D.R.; HEGARTNER, M.; KNIGHT, R.A.; KUMAR, S.; LIPTON, S.A.; MALORNI, W.; NUNEZ, G.; PETER, M.E.; TSCHOPP, J.; YUAN, J.; PIACENTINI, M.; ZHIVOTOVSKY, B.; MELINO, G. Classification of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2009.
Cell Death Differ, v.16 (1), p. 3-11, 2009.
METZLER, A.E.; SCHUDEL, A.A.; ENGELS, M. Bovine herpesvirus 1: molecular and antigenic characteristics of variant viruses isolated from calves with neurological disease. Archives of Virology, v. 87, p. 205- 217, 1986.
OHTA, A.; NISHIYAMA, Y. Mitochondria and viroses. Mitochondrian, v. 11, p. 1- 12, 2011.
RIET-CORRÊA, F.; Vidor, T; Schild, A.L.; Méndez, M. C. Meningoencefalite e necrose do córtex cerebral em bovinos causadas por herpesvírus bovino-1.
50
SALVADOR, S.C.; LEMOS, R.A.A.; RIET-CORREA, F.; ROEHE, P.M.; OSÓRIO, A.L.R. Meningoencefalite em bovinos causada por herpesvírus bovino-5 no Mato Grosso do Sul e São Paulo. Pesq. Vet. Bras. v. 18(2), p. 76- 83, 1998.
SANCHES, A.W.D.; LANGOHR, I.M.; STIGGER, A.L.; BARROS, C.S.L. Doenças do sistema nervosa central em bovinos no Sul do Brasil [Diseasesof the central nervous system in cattle in southern Brazil]. Pesquisa Veterinária
Brasileira, v. 20, p. 113–8, 2000.
SILVA-FRADE, C.; MARTINS JÚNIOR, A.; BORSANELLI, A. C.; CARDOSO, T. C. Effects of bovine Herpesvirus type 5 on development of in vitro produced bovine embryos. Theriogenology; v.73, p. 324 –31, 2010.
STLOUIS MC, ARCHAMBAULDT D. The equine arteritis virus induces apoptosis via caspase-8 and mitochondria-dependent caspase-9 activation.
Virology, v. 367, p.864-877, 2007.
STRAUB, O.C. Problems concerning the taxonomy of the “moval type” bovine herpesvirus. Intervirology, v. 28(1), p. 1-7, 1982.
STUDDERT, M.J. Bovine encephalitis herpesvirus. Veterinary Record, v. 125, p. 584, 1989.
THIRY, J.; WIDÉN, F.; GRÉGOIRE, F.; LINDEN, A.; BELÁK, S.; THIRY, E. Isolation and characterisation of a ruminant Alphaherpesvirus closely related to Bovine Herpesvirus 1 in a free-ranging red deer. BioMed Central Veterinary
Research, v. 3, p. 26, 2007.
THOME, M.; SCHNEIDER, P.; HOFMANN, K.; FICKENSCHER, H.; MEINL, E.; NEIPEL, F.; MATTMANN, C.; BURNS, K.; BODMER, J.L.; SCHRÖTER,
51
M.; SCAFFIDI, C.; KRAMMER, P.H.; PETER, M.E.; TSCHOPP, J. Viral Flice- inhibitory proteins (FLIPS) prevent apoptosis induced by death receptors.
Nature, v. 386, p. 517-521, 1997.
THORBURN, A. Death receptor-induced cell killing. Cel. Signal, v.16 (2), p. 139-144, 2004.
TIEDE, L.M.; COOK, E.A.; MORSEY, B.; FOX, H.S. Oxygen matters: tissue culture axygen levels affect mitochondrial function and structure as well as responses to HIV viroproteins. Cell death and Disease, v. 2, p. 1-10, 2011.
TURNER, P. C.; MUSY, P.Y.; MOYER, R.W. Poxvirus Serpins. In: MCFADDEN, G.F (ed) Virocepters, Virokines and related Immune Modulators Encoded by DNA Viruses. Austin: RG Landes Company; p. 67-68, 1994.
VOGEL, F.; FLORES F. E.; WEIBLEN, R.; KUNRATH, F.C. Atividade neutralizante anti-herpesvírus bovino tipos 1 (BHV-1) e 5 (BHV-5) no soro de bovinos imunizados com vacinas contra BHV-1. Cienc. Rural, v. 32, p. 881- 883, 2003.
WALLACH, D.; VARFOLOMEEV, E.E.; MALININ, N.L.; GLTSEV, Y.V.; KOVALENKO, A.V.; BOLDIN, M.P. Tumor necrosis fator receptor and Faz signaling mechanism. Annu. , Rev. Immunol., p.170331-367, 1999.
WAYPA, G.B.; SCHUMACKER, P.T. Hypoxic pulmonary vasoconstriction: redox events in oxigygen sensing. J Appl Physiol, v. 98, p. 404-414, 2005.
WEI, M.C.; ZONG, W.X.; CHENG, E.H.; LINDSTEIN, T.; PANOUTSAKOPOULOU, V.; ROSS, A.J.; ROTH, K.A.; MACGREGOR, G.R.; THOMPSON, C.B.; KORSMEYER, S.J. Proapototic BAX and BAK: a requisite
52
gateway to mitochondrial dysfunction and death. Science, v. 292(5517), p. 727- 730, 2001.
WEST, A. P.; SHADEL, G. S.; GHOSH, S. Mitochondria in innate immune responses. Nature, v. 11, p. 389-402, 2011.
XU, L.G.; WANG, Y.Y.; HAN, K.J.; LI, L.Y.; ZHAI, Z.; SHU, H.B. VISA is an adapter protein required for virus triggered IFN B signaling. Mol. Cell, v. 19, p. 727-740, 2005.
XU, X.; ZHANG, K.; HUANG, Y.; DING, L.; CHEN, G.; ZHANG, H.; TONG, D. Bovine herpes virus type 1 induces apoptosis through Fas-dependent and mitochondria-controlled manner in Madin-Darby bovine kidney cells. Virol J., v.17 (9), p. 202, 2012.
YOULE, R.J.; STRASSER, A. The Bcl-2 protein family: opposing activities that mediate cell death. Nat. Rev Mol. Cell. Biol., v. 9 (1), p. 47-59, 2008
GUO, Y.; SHEN, C.; CHENG, A.; WANG, M.; ZHANG, N.; CHEN, S.; ZHOU, Y. Anatid herpesvirus 1 CH virulent strain induces syncytium and apoptosis in duc k embryo fibroblast cultures. Vet Microbiol., v. 138(3-4), p. 258-65, 2009.