Evaluación de la expresión de las proteínas PPARγ Y NFκB en vellosidades intestinales de ratones adultos ICR infectados con rotavirus ECwt y tratados con pioglitazona

Abstract

ANTECEDENTES Rotavirus es la principal causa de diarrea severa en niños menores de cinco años de edad en todo el mundo, según la OMS, rotavirus causa aproximadamente 527.000 muertes cada año (1). Dos vacunas de rotavirus vivos atenuados (Rotarix ™) y (RotaTeq ™) están disponibles actualmente (2). Aunque estas vacunas han demostrado su eficacia, no evita la aparición de los síntomas y muchos niños permanecen sin vacunar. Por consiguiente, se necesitan alternativas farmacológicas para el tratamiento de niños en los que no se pudo evitar la infección. Por tanto, se requiere desarrollar más investigación y evaluar medicamentos que interfieran con la infección por rotavirus. Investigaciones anteriores en nuestro laboratorio indicaron que algunos AINES, agonistas de PPAR y antioxidantes tales como NAC y ácido ascórbico, reducen la infección por rotavirus. Sin embargo, sería interesante determinar el tiempo específico de ciclo viral en el que la infección en inhibida por los fármacos probados. Por otro lado, se requiere relacionar los cambios en las proteínas celulares y virales asociados directamente o indirectamente con el tratamiento farmacológico; esto es muy importante para entender los detalles relacionados con las interacciones célula-rotavirus. OBJETIVO: Evaluar la expresión de las proteínas PPARγ y NFκB en un modelo in vivo que consiste en analizar las vellosidades intestinales de los ratones ICR adultos infectados con la cepa de rotavirus ECwt y tratados con pioglitazona, y un modelo in vitro que consiste en aislar las vellosidades intestinales de ratones y después de infectarlas con Ecwt, tratarlas con pioglitazona. MATERIALES Y MÉTODOS: Ratones ICR o vellosidades intestinales aisladas fueron infectadas con ECwt y luego tratadas o no con el agonista PPARγ pioglitazona. Tanto la infección, como la expresión de las proteínas celulares se evaluaron utilizando inmunocitoquímica, inmunofluorescencia, inmunohistoquímica, fluorescencia por microscopía confocal, citometría de flujo, Western blot, ELISA de captura y ELISA directo. En todos los casos, los niveles de expresión de proteína se compararon con sus correspondientes controles no tratados. RESULTADOS: Los datos mostraron que las proteínas celulares PPARγ, NFκB, PDI y Hsc70, y ROS tanto in vivo como in vitro disminuyeron cuando las vellosidades intestinales de los ratones infectados por rotavirus o vellosidades aisladas infectadas in vitro fueron tratadas con pioglitazona. También se encontró que el nivel de antígenos de rotavirus estructurales disminuyó tanto in vivo como in vitro después del tratamiento con pioglitazona. CONCLUSIÓN: Se propone que la activación de PPARγ con su agonista pioglitazona conduce a la activación o inhibición de las vías o factores que a su vez inhiben las vías requeridas por proceso infeccioso de rotavirus, tales como NFκB-Cox-2-ROS, lo que resulta en la reducción de la infección viral .

Abstract. BACKGROUND Rotavirus is the leading cause of severe diarrhea in children under five years of age worldwide. According to the WHO, rotaviruses cause approximately 527,000 deaths each year (1). Two live attenuated rotavirus vaccines (Rotarix ™) and (RotaTeq ™) are currently available (2). Although these vaccines have shown efficacy, symptoms are not completely prevented in some cases, and many children remain unvaccinated. Therefore, pharmacological alternatives are needed for treatment of children in whom infection could not be prevented. Therefore, further research is needed in order to develop and assess drugs that interfere with rotavirus infection. Previous research in our laboratory indicated that some NSAIDs, PPAR agonists and antioxidants such as NAC and ascorbic acid, reduce rotavirus infection. However, it would be interesting to determine the specific time of viral cycle at which infection in inhibited by the drugs tested. On the other hand, gaining insight into the cellular and viral protein changes directly or indirectly associated with the drug treatment would be very important to understand the details related with rotavirus-cell interactions. OBJECTIVE: To evaluate the expression of PPARγ and NFκB proteins in both an in vivo model system consisting of intestinal villi from ICR adult mice infected with the rotavirus strain ECwt and treated with pioglitazone, and a in vitro model system consisting of intestinal villi isolated from mice and then infected with ECwt and treated with pioglitazone. MATERIALS AND METHODS: Either mice or intestinal villi isolated from ICR mice were infected with ECwt and then treated or not with the PPARγ agonist pioglitazone. Both infection and expression of cellular proteins were assessed using immunocytochemistry, immunofluorescence, immunohistochemistry, confocal fluorescence, flow cytometry, Western blot, ELISA capture and direct ELISA. In all cases, protein expression levels were compared to their corresponding untreated controls. RESULTS: The data showed that the cellular proteins PPARy, NFκB, PDI and Hsc70, and ROS in both in vivo and in vitro model systems decreased when small intestinal villi from rotavirus-infected mice or isolated villi infected in vitro were treated with pioglitazone. It was also found that the level of structural rotavirus antigens decreased after in vivo or in vitro treatment with pioglitazone. CONCLUSION: It is proposed that the activation of PPARy with the agonist pioglitazone leads to activation or inhibition of pathways or factors that in turn inhibit pathways required by rotavirus infection process such as NFκB-Cox-2-ROS, resulting in the reduction of viral infection.