Bioenergética mitocondrial e balanço oxidativo em modelos de infecções in vitro por arbovírus: uma revisão sistemática
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i16.37749Palavras-chave:
Arbovírus; Células; Mitocôndria; Estresse oxidativo.Resumo
Introdução: As infecções virais afetam o metabolismo oxidativo e podem repercutir nas alterações mitocondriais, comprometendo a homeostase celular. Objetivos: Avaliar a bioenergética mitocondrial e o balanço oxidativo em modelos in vitro de infecção por arbovírus. Métodos: A revisão foi escrita de acordo com o PRISMA e submetida à plataforma Open Science FrameWork com DOI 10.17605/OSF.IO/8ZFSW. Foram utilizados os Descritores/MeSH (Arbovirus, Arboviruses, Arbovirus infecções, Mitochondria, Oxidative stress and Reactive oxigênio species) foi realizado nas plataformas: PubMed, SCOPUS, COCHRANE, Lilacs e Web of Science. A análise da qualidade dos estudos foi realizada por meio da ferramenta ARRIVE adaptada ao CONSORT, seguida do teste de concordância KAPPA, foram utilizados 24 artigos. Resultados: Os resultados mostram alterações morfológicas nas mitocôndrias, como inchaço, fragmentação e aparecimento de membranas. O estiramento mitocondrial foi mais intenso nas regiões próximas às zonas convolutas, associado a alterações nos genes da dinâmica mitocondrial. Alterações nos biomarcadores de estresse oxidativo, enzimas antioxidantes e produção de EROs foram evidentes na maioria dos artigos, exceto naqueles que utilizaram células de origem imunológica. Conclusão: Alterações na bioenergética mitocondrial podem auxiliar o vírus no processo de replicação, porém, essas alterações podem resultar em danos celulares e de estresse oxidativo.
Referências
Azeredo, E. L., Dos Santos, F. B., Barbosa, L. S., Souza, T., Badolato-Corrêa, J., Sánchez-Arcila, J. C., Nunes, P., de-Oliveira-Pinto, L. M., de Filippis, A. M., Dal Fabbro, M., Hoscher Romanholi, I., & Venancio da Cunha, R. (2018). Clinical and Laboratory Profile of Zika and Dengue Infected Patients: Lessons Learned From the Co-circulation of Dengue, Zika and Chikungunya in Brazil. PLoS currents, 10, ecurrents.outbreaks.0bf6aeb4d30824de63c4d5d745b217f5. https://doi.org/10.1371/currents.outbreaks.0bf6aeb4d30824de63c4d5d745b217f5.
Banerjee, N., & Mukhopadhyay, S. (2018). Oxidative damage markers and inflammatory cytokines are altered in patients suffering with post-chikungunya persisting polyarthralgia. Free radical research, 52(8), 887–895. https://doi.org/10.1080/10715762.2018.1489131.
Beckham, J. D., & Tyler, K. L. (2015). Arbovirus Infections. Continuum (Minneapolis, Minn.), 21(6 Neuroinfectious Disease), 1599–1611. https://doi.org/10.1212/CON.0000000000000240.
Birben, E., Sahiner, U. M., Sackesen, C., Erzurum, S., & Kalayci, O. (2012). Oxidative stress and antioxidant defense. The World Allergy Organization journal, 5(1), 9–19. https://doi.org/10.1097/WOX.0b013e3182439613.
Camini, F. C., da Silva Caetano, C. C., Almeida, L. T., da Costa Guerra, J. F., de Mello Silva, B., de Queiroz Silva, S., de Magalhães, J. C., & de Brito Magalhães, C. L. (2017). Oxidative stress in Mayaro virus infection. Virus research, 236, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2017.04.017.
Cavalheiro, M. G., Costa, L. S., Campos, H. S., Alves, L. S., Assunção-Miranda, I., & Poian, A. T. (2016). Macrophages as target cells for Mayaro virus infection: involvement of reactive oxygen species in the inflammatory response during virus replication. Anais da Academia Brasileira de Ciencias, 88(3), 1485–1499. https://doi.org/10.1590/0001-3765201620150685.
Chatel-Chaix, L., Cortese, M., Romero-Brey, I., Bender, S., Neufeldt, C. J., Fischl, W., Scaturro, P., Schieber, N., Schwab, Y., Fischer, B., Ruggieri, A., & Bartenschlager, R. (2016). Dengue Virus Perturbs Mitochondrial Morphodynamics to Dampen Innate Immune Responses. Cell host & microbe, 20(3), 342–356. https://doi.org/10.1016/j.chom.2016.07.008.
Cherupanakkal, C., Samadanam, D. M., Muthuraman, K. R., Ramesh, S., Venkatesan, A., Balakrishna Pillai, A. K., & Rajendiran, S. (2018). Lipid peroxidation, DNA damage, and apoptosis in dengue fever. IUBMB life, 70(11), 1133–1143. https://doi.org/10.1002/iub.1925.
Datan, E., Roy, S. G., Germain, G., Zali, N., McLean, J. E., Golshan, G., Harbajan, S., Lockshin, R. A., & Zakeri, Z. (2016). Dengue-induced autophagy, virus replication and protection from cell death require ER stress (PERK) pathway activation. Cell death & disease, 7(3), e2127. https://doi.org/10.1038/cddis.2015.409.
Dhanwani, R., Khan, M., Bhaskar, A. S., Singh, R., Patro, I. K., Rao, P. V., & Parida, M. M. (2012). Characterization of Chikungunya virus infection in human neuroblastoma SH-SY5Y cells: role of apoptosis in neuronal cell death. Virus research, 163(2), 563–572. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2011.12.009.
Fernandes-Siqueira LO, Zeidler JD, Sousa BG, Ferreira T, Da Poian AT. Anaplerotic Role of Glucose in the Oxidation of Endogenous Fatty Acids during Dengue Virus Infection. mSphere. 2018 Jan 31;3(1):e00458-17. doi: 10.1128/mSphere.00458-17. PMID: 29404419; PMCID: PMC5793041.
Fontaine, K. A., Sanchez, E. L., Camarda, R., & Lagunoff, M. (2015). Dengue virus induces and requires glycolysis for optimal replication. Journal of virology, 89(4), 2358–2366. https://doi.org/10.1128/JVI.02309-14.
Gullberg, R. C., Jordan Steel, J., Moon, S. L., Soltani, E., & Geiss, B. J. (2015). Oxidative stress influences positive strand RNA virus genome synthesis and capping. Virology, 475, 219–229. https://doi.org/10.1016/j.virol.2014.10.037.
Keck, F., Brooks-Faulconer, T., Lark, T., Ravishankar, P., Bailey, C., Salvador-Morales, C., & Narayanan, A. (2017). Altered mitochondrial dynamics as a consequence of Venezuelan Equine encephalitis virus infection. Virulence, 8(8), 1849–1866. https://doi.org/10.1080/21505594.2016.1276690.
Keck, F., Khan, D., Roberts, B., Agrawal, N., Bhalla, N., & Narayanan, A. (2018). Mitochondrial-Directed Antioxidant Reduces Microglial-Induced Inflammation in Murine In Vitro Model of TC-83 Infection. Viruses, 10(11), 606. https://doi.org/10.3390/v10110606.
Kim, S. J., Syed, G. H., Khan, M., Chiu, W. W., Sohail, M. A., Gish, R. G., & Siddiqui, A. (2014). Hepatitis C virus triggers mitochondrial fission and attenuates apoptosis to promote viral persistence. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111(17), 6413–6418. https://doi.org/10.1073/pnas.1321114111.
Lai, J. H., Wang, M. Y., Huang, C. Y., Wu, C. H., Hung, L. F., Yang, C. Y., Ke, P. Y., Luo, S. F., Liu, S. J., & Ho, L. J. (2018). Infection with the dengue RNA virus activates TLR9 signaling in human dendritic cells. EMBO reports, 19(8), e46182. https://doi.org/10.15252/embr.201846182.
Leta, S., Beyene, T. J., De Clercq, E. M., Amenu, K., Kraemer, M., & Revie, C. W. (2018). Global risk mapping for major diseases transmitted by Aedes aegypti and Aedes albopictus. International journal of infectious diseases : IJID : official publication of the International Society for Infectious Diseases, 67, 25–35. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2017.11.026.
Lopes, Nayara, Nozawa, Carlos, & Linhares, Rosa Elisa Carvalho. (2014). Características gerais e epidemiologia dos arbovírus emergentes no Brasil. Revista Pan-Amazônica de Saúde, 5(3), 55-64. https://dx.doi.org/10.5123/s2176-62232014000300007.
Maynard, N. D., Gutschow, M. V., Birch, E. W., & Covert, M. W. (2010). The virus as metabolic engineer. Biotechnology journal, 5(7), 686–694. https://doi.org/10.1002/biot.201000080.
Moher D, Liberati A, Tetzlaff J, Altman DG (2009). Preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses: the PRISMA statement. J Clin Epidemiol. 62(10):1006-12. https://doi.org/10.1016/j.jclinepi.2009.06.005.
Moreno-Altamirano, M. M., Rodríguez-Espinosa, O., Rojas-Espinosa, O., Pliego-Rivero, B., & Sánchez-García, F. J. (2015). Dengue Virus Serotype-2 Interferes with the Formation of Neutrophil Extracellular Traps. Intervirology, 58(4), 250–259. https://doi.org/10.1159/000440723.
Mukherjee, P., Woods, T. A., Moore, R. A., & Peterson, K. E. (2013). Activation of the innate signaling molecule MAVS by bunyavirus infection upregulates the adaptor protein SARM1, leading to neuronal death. Immunity, 38(4), 705–716. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2013.02.013.
Narayanan, A., Amaya, M., Voss, K., Chung, M., Benedict, A., Sampey, G., Kehn-Hall, K., Luchini, A., Liotta, L., Bailey, C., Kumar, A., Bavari, S., Hakami, R. M., & Kashanchi, F. (2014). Reactive oxygen species activate NFκB (p65) and p53 and induce apoptosis in RVFV infected liver cells. Virology, 449, 270–286. https://doi.org/10.1016/j.virol.2013.11.023.
Narayanan, A., Popova, T., Turell, M., Kidd, J., Chertow, J., Popov, S. G., Bailey, C., Kashanchi, F., & Kehn-Hall, K. (2011). Alteration in superoxide dismutase 1 causes oxidative stress and p38 MAPK activation following RVFV infection. PloS one, 6(5), e20354. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0020354.
Olagnier, D., Peri, S., Steel, C., van Montfoort, N., Chiang, C., Beljanski, V., Slifker, M., He, Z., Nichols, C. N., Lin, R., Balachandran, S., & Hiscott, J. (2014). Cellular oxidative stress response controls the antiviral and apoptotic programs in dengue virus-infected dendritic cells. PLoS pathogens, 10(12), e1004566. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1004566.
Pizzino, G., Irrera, N., Cucinotta, M., Pallio, G., Mannino, F., Arcoraci, V., Squadrito, F., Altavilla, D., & Bitto, A. (2017). Oxidative Stress: Harms and Benefits for Human Health. Oxidative medicine and cellular longevity, 2017, 8416763. https://doi.org/10.1155/2017/8416763.
Powers A. M. (2017). Vaccine and Therapeutic Options To Control Chikungunya Virus. Clinical microbiology reviews, 31(1), e00104-16. https://doi.org/10.1128/CMR.00104-16.
Qi, Y., Li, Y., Zhang, Y., Zhang, L., Wang, Z., Zhang, X., Gui, L., & Huang, J. (2015). IFI6 Inhibits Apoptosis via Mitochondrial-Dependent Pathway in Dengue Virus 2 Infected Vascular Endothelial Cells. PloS one, 10(8), e0132743. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0132743.
Sheeran FL, Pepe S. Mitochondrial Bioenergetics and Dysfunction in Failing Heart (2017). Adv Exp Med Biol.982:65-80. doi: 10.1007/978-3-319-55330-6_4. PMID: 28551782.
Silva da Costa, L., Pereira da Silva, A. P., Da Poian, A. T., & El-Bacha, T. (2012). Mitochondrial bioenergetic alterations in mouse neuroblastoma cells infected with Sindbis virus: implications to viral replication and neuronal death. PloS one, 7(4), e33871. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0033871.
Tait, S. W., & Green, D. R. (2012). Mitochondria and cell signalling. Journal of cell science, 125(Pt 4), 807–815. https://doi.org/10.1242/jcs.099234.
Terasaki, K., Won, S., & Makino, S. (2013). The C-terminal region of Rift Valley fever virus NSm protein targets the protein to the mitochondrial outer membrane and exerts antiapoptotic function. Journal of virology, 87(1), 676–682. https://doi.org/10.1128/JVI.02192-12.
Tung, W. H., Tsai, H. W., Lee, I. T., Hsieh, H. L., Chen, W. J., Chen, Y. L., & Yang, C. M. (2010). Japanese encephalitis virus induces matrix metalloproteinase-9 in rat brain astrocytes via NF-κB signalling dependent on MAPKs and reactive oxygen species. British journal of pharmacology, 161(7), 1566–1583. https://doi.org/10.1111/j.1476-5381.2010.00982.x.
Valero, N., Mosquera, J., Añez, G., Levy, A., Marcucci, R., & de Mon, M. A. (2013). Differential oxidative stress induced by dengue virus in monocytes from human neonates, adult and elderly individuals. PloS one, 8(9), e73221. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073221.
Verma, A. K., Ghosh, S., Pradhan, S., & Basu, A. (2016). Microglial activation induces neuronal death in Chandipura virus infection. Scientific reports, 6, 22544. https://doi.org/10.1038/srep22544.
WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO) A global brief on vector-borne diseases (2014). http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/111008/1/WHO_DCO_WHD_2014.1_eng.pdf
Yang, T. C., Lai, C. C., Shiu, S. L., Chuang, P. H., Tzou, B. C., Lin, Y. Y., Tsai, F. J., & Lin, C. W. (2010). Japanese encephalitis virus down-regulates thioredoxin and induces ROS-mediated ASK1-ERK/p38 MAPK activation in human promonocyte cells. Microbes and infection, 12(8-9), 643–651. https://doi.org/10.1016/j.micinf.2010.04.007.
Yu, C. Y., Liang, J. J., Li, J. K., Lee, Y. L., Chang, B. L., Su, C. I., Huang, W. J., Lai, M. M., & Lin, Y. L. (2015). Dengue Virus Impairs Mitochondrial Fusion by Cleaving Mitofusins. PLoS pathogens, 11(12), e1005350. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1005350
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Wellington de Almeida Oliveira; Renata Emmanuele Assunção Santos; Gizele Santiago de Moura Silva; Kelli Nogueira Ferraz-Pereira ; Ana Lisa do Vale Gomes; Mariana Pinheiro Fernandes
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
