La inhibición de la síntesis de óxido nítrico promueve el aumento de la mortalidad a pesar de la reducción de la parasitemia en ratones infectados por Plasmodium berghei
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i1.11805Palabras clave:
Óxido nítrico; Malaria; Óxido nítrico sintasa; Estrés oxidativo.Resumen
El óxido nítrico (NO) es una molécula mediadora importante en los procesos inflamatorios, pero su papel en la fisiopatología de la malaria sigue siendo incierto. Para investigar la inhibición de la síntesis de NO en los cambios oxidativos inducidos por la infección por Plasmodium berghei en ratones, la malaria se indujo en 150 animales, de los cuales 75 animales fueron tratados con el inhibidor de NO L-NAME; los animales restantes eran controles sham. Todos los animales se sometieron a eutanasia 1, 5, 10, 15 o 20 días después de la infección para la recolección de pulmones, cerebro y sangre. Se determinó la parasitemia, y se evaluó la supervivencia de los animales. Se ensayaron muestras de tejido para nitritos y nitratos (NN), sustancias reactivas de ácido tiobarbitúrico (TBARS) y capacidad antioxidante total equivalente a Trolox (TEAC). Se realizó un estudio histopatológico. Las tasas de mortalidad en el grupo L-NAME siempre fueron más altas que las de los controles. En el cerebro, NN era más baja en el grupo L-NAME. Parasitemia y su tasa de progresión fueron mayores en el grupo de control. Para el 5o día de infección, los ratones tratados con L-NAME mostraron edema cerebral y neumonía intersticial de mayor intensidad que los controles. En conclusión, los efectos antiinflamatorios y hemodinámicos de NO superan su papel pro-oxidante en la malaria murina.
Citas
Anstey, N. M., Granger, D. L., Hassanali, M. Y., Mwaikambo, E. D., Duffy, P. E., & Weinberg, J. B. (1999). Nitric oxide, malaria, and anemia: inverse relationship between nitric oxide production and hemoglobin concentration in asymptomatic, malaria-exposed children. The American journal of tropical medicine and hygiene, 61(2), 249-252. https://doi.org/10.4269/ajtmh.1999.61.249
Anstey, N. M., Weinberg, J. B., Hassanali, M. Y., Mwaikambo, E. D., Manyenga, D., Misukonis, M. A., Arnelle, D. R., Hollis, D., McDonald, M. I., & Granger, D. L. (1996). Nitric oxide in Tanzanian children with malaria: inverse relationship between malaria severity and nitric oxide production/nitric oxide synthase type 2 expression. Journal of Experimental Medicine, 184(2), 557-567. https://doi.org/10.1084/jem.184.2.557
Aviado, D. M., & Cambar, P. J. (1969). Pathologic physiology and chemotherapy of Plasmodium berghei: X. Pulmonary edema and naphthoquinones. Experimental Parasitology, 26(3), 354-368. https://doi.org/10.1016/0014-4894(69)90129-5
Balmer, P., Phillips, H. M., Maestre, A. E., McMonagle, F. A., & Phillips, R. S. (2000). The effect of nitric oxide on the growth of Plasmodium falciparum, P. chabaudi and P. berghei in vitro. Parasite Immunology, 22(2), 97-106. https://doi.org/10.1046/j.1365-3024.2000.00281.x
Barreto, R. L., Correia, C. R. D., & Muscará, M. N. (2005). Óxido nítrico: propriedades e potenciais usos terapêuticos. Química Nova, 28(6), 1046-1054. https://doi.org/10.1590/S0100-40422005000600020
Becker, K., Tilley, L., Vennerstrom, J. L., Roberts, D., Rogerson, S., & Ginsburg, H. (2004). Oxidative stress in malaria parasite-infected erythrocytes: host-parasite interactions. International Journal for Parasitology, 34(2), 163-189. https://doi.org/10.1016/j.ijpara.2003.09.011
Beleslin-Čokić, B. B., Čokić, V. P., Wang, L., Piknova, B., Teng, R., Schechter, A. N., & Noguchi, C. T. (2011) Erythropoietin and hypoxia increase erythropoietin receptor and nitric oxide levels in lung microvascular endothelial cells. Cytokine, 54(2), 129-135. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2011.01.015
Cabrales, P., Zanini, G. M., Meays, D., Frangos, J. A., & Carvalho, L. J. M. (2011). Nitric Oxide protection against murine cerebral malaria is associated with improved cerebral microcirculatory physiology. The Journal of Infectious Diseases, 203(10), 1454-1463. https://doi.org/10.1093/infdis/jir058
Dusse, L. M. S., Vieira, L. M., & Carvalho, M. G. (2003). Revisão sobre óxido nítrico. Jornal Brasileiro de Patologia e Medicina Laboratorial, 39(4), 343-350. https://doi.org/10.1590/S1676-24442003000400012
Erel, O., Kocyigit, A., Avci, S., Aktepe, N., & Bulut, V. (1997). Oxidative stress and antioxidative status of plasma and erythrocytes in patients with vivax malaria. Clinical Biochemistry, 30(8), 631-639. https://doi.org/10.1016/s0009-9120(97)00119-7
Favre, N., Ryffel, B., & Rudin, W. (1999). Parasite killing in murine malaria does not require nitric oxide production. Parasitology, 118(2), 139-143. https://doi.org/10.1017/S0031182098003618
Förstermann, U., & Sessa, W. C. (2012). Nitric oxide synthases: regulation and function. European Heart Journal, 33(7), 829-837. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehr304
Fritsche, G., Larcher, C., Schennach, H., & Weiss, G. (2001). Regulatory interactions between iron and nitric oxide metabolism for immune defense against Plasmodium falciparum infection. The Journal of Infectious Diseases, 183(9), 1388-1394. https://doi.org/10.1086/319860
Gaston, B., Drazen, J. M., Loscalzo, J., & Stamler, J. S. (1994). The biology of nitrogen oxides in the airways. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 149(2), 538-551. https://doi.org/10.1164/ajrccm.149.2.7508323
Gomes, B. A. Q., Silva, L. F. D., Gomes, A. R. Q., Moreira, D. R., Dolabela, M. F., Santos, R. S., Green, M. D., Carvalho, E. P., & Percário, S. (2015). N-acetyl cysteine and mushroom Agaricus sylvaticus supplementation decreased parasitemia and pulmonary oxidative stress in a mice model of malaria. Malaria Journal, 14(202), 1-12. https://doi.org/10.1186/s12936-015-0717-0
Green, S. J., Scheller, L. F., Marletta, M. A., Seguin, M. C., Klotz, F. W., Slayter, M., Nelson, B. J., & Nacy, C. A. (1994). Nitric oxide: cytokine-regulation of nitric oxide in host resistance to intracellular pathogens. Immunology Letters, 43(1-2), 87-94. https://doi.org/10.1016/0165-2478(94)00158-8
Halliwell, B. & Gutteridge, J. M. C. (2007). Free Radicals in Biology and Medicine. (4th ed.) Oxford University Press.
Hawkes, M., Opoka, R. O., Namasopo, S., Miller, C., Conroy, A. L., Serghides, L., Kim, H., Thampi, N., Liles, W. C., John, C. C., & Kain, K. C. (2011). Nitric oxide for the adjunctive treatment of severe malaria: Hypothesis and rationale. Medical Hypotheses, 77(3), 437-444. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2011.06.003
Lacerda, M. V. G., Mourão, M. P. G., Santos, P. J. T., & Alecrim, M. G. C. (2009). Malária álgida: um diagnóstico sindrômico. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 42(1), 79-81. https://doi.org/10.1590/S0037-86822009000100017
Lovegrove, F. E., Gharib, S. A., Peña-Castillo, L., Patel, S. N., Ruzinski, J. T., Hughes, T. R., Liles, W. C., & Kain, K. C. (2008). Parasite burden and CD36-mediated sequestration are determinants of acute lung injury in an experimental malaria model. PLoS Pathogens, 4(5), e1000068. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1000068
Martins, Y. C., Smith, M. J., Pelajo-Machado, M., Werneck, G. L., Lenzi, H. L., Daniel-Ribeiro, C. T., & Carvalho, L. J. M. (2009). Characterization of cerebral malaria in the outbred Swiss Webster mouse infected by Plasmodium berghei ANKA. International Journal of Experimental Pathology, 90(2), 119-130. https://doi.org/10.1111/j.1365-2613.2008.00622.x
Martins, Y. C., Zanini, G. M., Frangos, J. A., & Carvalho, L. J. M. (2012). Efficacy of different nitric oxide-based strategies in preventing experimental cerebral malaria by Plasmodium berghei ANKA. PLoS ONE, 7(2), e32048. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0032048
Miller, N. J., Rice-Evans, C., Davies, M. J., Gopinathan, V., & Milner, A. (1993). A novel method for measuring antioxidant capacity and its application to monitoring the antioxidant status in premature neonates. Clinical Sciense, 84(4), 407-12. https://doi.org/10.1042/cs0840407
Moore, B. R., Jago, J. D., & Batty, K. T. (2008). Plasmodium berghei: Parasite clearance after treatment with dihydroartemisinin in an asplenic murine malaria model. Experimental Parasitology ,118(4), 458-467. https://doi.org/10.1016/j.exppara.2007.10.011
Moreira, D. R, Uberti, A. C. M. G., Gomes, A. R. Q., Ferreira. M. E. S., Ferrari, C. K. B., Santos, R. S., et al. Inhibition of nitric oxide synthesis by dexamethasone increases survival rate in Plasmodium berghei-infected mice. In press.
Nussler, A. K., Eling, W., & Kremsher, P. G. (1994). Patients with Plasmodium falciparum malaria and Plasmodium vivax malaria show increased nitrite and nitrate plasma levels. The Journal of Infectious Diseases, 169(6), 1418-1419. https://doi.org/10.1093/infdis/169.6.1418
Pablón, A., Carmona, J., Burgos, L. C., & Blair, S. (2002). Oxidative stress in patients with non-complicated malaria. Clinical Biochemistry, 36(1), 71-78. https://doi.org/10.1016/S0009-9120(02)00423-X
Percário, S., Moreira, D. R., Gomes, B. A. Q., Ferreira, M. E. S., Gonçalves, A. C. M., Laurindo, P. S. O. C., Vilhena, T. C., Dolabela, M. F., & Green, M. D. (2012). Oxidative stress in malaria. International Journal of Molecular Sciences, 13(12), 16346-16372. https://doi.org/10.3390/ijms131216346
Percario, S., Vital, A. C. C., & Jablonka, F. (1994). Dosagem do malondialdeido. Newslab, 2(6), 46-50.
Pino, P., Vouldoukis, I., Dugas, N., Hassani-Loppion, G., Dugas, B., & Mazier, D. (2003). Redox-dependent apoptosis in human endothelial cells after adhesion of Plasmodium falciparum-infected erythrocytes. Annals of the New York Academy of Sciences, 1010 (1), 582-586. https://doi.org/10.1196/annals.1299.109
Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., & Rice-Evans, C. (1999). Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology and Medicine, 26(9-10), 1231-1237. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00315-3
Reis, P. A., Comim, C. M., Hermani, F., Silva, B., Barichello. T., Portella, A. C., Gomes, F. C. A., Sab, I. M., Frutuoso, V. S., Oliveira, M. F., Bozza, P. T., Bozza, F. A., Dal-Pizzol, F., Zimmerman, G. A., Quevedo, J., & Castro-Faria-Neto, H. C. (2010). Cognitive dysfunction is sustained after rescue therapy in experimental cerebral malaria, and is reduced by additive antioxidant therapy. PLoS Pathogens, 6(6), e.1000963. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1000963
Sadavongvivad, C. & Aviado, D. (1969). Pathologic physiology and chemotherapy of Plasmodium berghei. VI. Mechanichal properties and histological features of the lung. Experimental Parasitology, 24(3), 313-326. https://doi.org/10.1016/0014-4894(69)90170-2
Serghides, L., Kim, H., Lu, Z., Kain, D. C., Miller, C., Francis, R. C., Liles, W. C., Zapol, W. M., & Kain, K. C. (2011). Inhaled Nitric Oxide reduces endothelial activation and parasite accumulation in the brain, and enhances survival in experimental cerebral malaria. PLoS ONE, 6(11), e27714. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027714
Sobolewski, P., Gramaglia, I., Frangos, J. A., Intaglietta, M., & Van der Heyde, H. (2005). Plasmodium berghei resists killing by reactive oxygen species. Infection and Immunity, 73(10), 6704-6710. https://doi.org/10.1128/IAI.73.10.6704-6710.2005
Speyer, C. L., Neff, T. A., Warner, R. L., Guo, R-F., Sarma, J. V., Riedermann, N. C., Murphy, M. E., Murphy, H. S., & Ward, P. A. (2003). Regulatory effects of iNOS on acute lung inflammatory responses in mice. The American Journal of Pathology, 163(3), 2319-2328. https://doi.org/10.1016/S0002-9440(10)63588-2
Van Der Heyde, H. C., Gu, Y., Zhang, Q., Sun, G., & Grisham, M. B. (2000). Nitric oxide is neither necessary nor sufficient for resolution of Plasmodium chabaudi malaria in mice. The Journal of Immunology, 165(6), 3317-3323. https://doi.org/10.4049/jimmunol.165.6.3317
Van Der Heyde, H. C., Nolan, J., Combes, V., Gramaglia, I., & Grau, G. E. (2006). A unified hypothesis for the genesis of cerebral malaria: sequestration, inflammation and hemostasis leading to microcirculatory dysfunction. Trends Parasitology, 22(11), 503-508. https://doi.org/10.1016/j.pt.2006.09.002
Weiss, M. L. & Kubat, K. (1983). Plasmodium berghei: a mouse model for the “sudden death” and “malarial lung” syndromes. Experimental Parasitology, 56(1), 143-151. https://doi.org/10.1016/0014-4894(83)90105-4
WHO. World Malaria Report (2016). Geneva: World Health Organization; 2016. http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/252038/1/9789241511711-eng.pdf?ua=1
Xia, Y., Dawson, V. L., Dawson, T. M., Snyder, S. H., & Zweier, J. L. (1996). Nitric oxide synthase generates superoxide and nitric oxide in arginine-depleted cells leading to peroxynitrite-mediated cellular injury. Proceedings of the National Academy of Sciences, 93(13), 6770-6774. https://doi.org/10.1073/pnas.93.13.6770
Xia, Y. & Zweier, J. L. (1997). Superoxide and peroxynitrite generation from inducible nitric oxide synthase in macrophages. Proceedings of the National Academy of Sciences, 94(13), 6954-6958. https://doi.org/10.1073/pnas.94.13.6954
Zanini, G. M., Cabrales, P., Barkho, W., Frangos, J. A., & Carvalho, L. J. M. (2011). Exogenous nitric oxide decreases brain vascular inflammation, leakage and venular resistance during Plasmodium berghei ANKA infection in mice. Journal of Neuroinflammation, 8(66), 1-9. https://doi.org/10.1186/1742-2094-8-66
Zeidler, P. C, Millecchia, L. M., & Castranova, V. (2004). Role of inducible nitric oxide synthase-derived nitric oxide in lipopolysaccharide plus interferon-γ-induced pulmonary inflammation. Toxicology and Applied Pharmacology, 195(1), 45-54. https://doi.org/10.1016/j.taap.2003.10.005
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