Resumo: Doenças Tropicais Negligenciadas (DTNs) representam um problema de saúde global sobre o qual há escassez de conhecimento, estratégias preventivas e terapêuticas e métodos diagnósticos. Há riscos de urbanização e emergência de DTNs e da ocorrência de surtos epidêmicos, como visto recentemente com os vírus Chikungunya (CHIKV, 2014) e Zika (ZIKV, 2015). O vírus Ilhéus (ILHV) é um vírus negligenciado transmitido por artrópodes (arbovírus) da família Flaviviridae, gênero Orthoflavivirus, que compreende uma variedade de outras espécies de relevância médica, como Febre Amarela (YFV), Dengue (DENV) e Zika vírus (ZIKV). O vírus Mayaro (MAYV), outro arbovírus negligenciado, pertence à família Togaviridae, gênero Alphavirus, que também contém outros vírus clinicamente relevantes, como Chikungunya (CHIKV) e vírus Ross River (RRV). Ambos circulam no Caribe, América Central e do Sul, infectando diversos hospedeiros vertebrados, incluindo humanos. A infecção por ILHV ou MAYV pode causar doença febril aguda não específica caracterizada por fraqueza, febre, mialgia e dor de cabeça, mas casos graves de ILHV podem progredir para doença neurológica, enquanto casos graves de MAYV podem evoluir para doença artritogênica crônica. Não há vacinas ou tratamentos disponíveis contra esses vírus. Modelos de estudo são essenciais para entender a patogênese de doenças negligenciadas e testar candidatos a tratamento. Neste trabalho, estabelecemos modelos experimentais para estudo da infecção por ILHV e MAYV, visando testes de compostos e caracterização da doença em modelos murinos. Camundongos deficientes em receptor de interferon tipo I (IFNAR-/-) são suscetíveis à infecção por ILHV e MAYV por vias periféricas de inoculação em concentrações tão baixas quanto 10 unidades formadoras de placas (PFU), indicando um papel central para a resposta do interferon tipo I (IFN-I) na proteção contra ILHV e MAYV. A infecção é aguda, levando à morte dos animais em 4 dias pós-infecção (4 dias p.i.). ILHV e MAYV foram detectados em altas concentrações no cérebro, fígado, baço e soro de camundongos infectados no dia 3 p.i., correlacionando-se com o pico dos sintomas. Alta carga viral nos órgãos observados foi preditiva de morte, juntamente com perda de peso e inflamação ocular. In vitro, ILHV foi capaz de infectar, replicar e causar morte em linhagens celulares, com aumento na carga viral, presença de efeito citopático (CPE) e diminuição na viabilidade celular em 72h p.i.. Entre os compostos testados contra a infecção por ILHV, o tratamento com o análogo de nucleosídeo 2'-C-metilcitidina (2'CMC) foi capaz de reduzir a carga viral e melhorar a viabilidade celular in vitro, atrasando também o início da doença e prolongando a sobrevivência de camundongos IFNAR-/-. Linfócitos e macrófagos são bastante reduzidos no modelo MAYV IFNAR-/-, enquanto os mediadores pró-inflamatórios CXCL1, CCL5, IFN-? e IL-1ß são aumentados. Detalhes da inflamação na pata induzida por MAYV foram observados usando uma técnica semiautomatizada de microtomografia de raios-X que desenvolvemos em uma fonte síncrotron. Os modelos experimentais desenvolvidos neste trabalho oferecem uma plataforma para testes de compostos e estudo de infecções por ILHV e MAYV que podem contribuir muito para o avanço do conhecimento sobre a doença e desenvolvimento de estratégias terapêuticas e diagnósticas Ver menos

Abstract: Neglected Tropical Diseases (NTDs) represent a global health problem for which lack of knowledge, preventive and therapeutic strategies and diagnostic methods are major concerns. There is a constant risk of urbanization and emergence of NTDs and the occurrence of outbreaks and epidemics, as seen recently with Chikungunya (CHIKV, 2014) and Zika (ZIKV, 2015) viruses. Ilhéus virus (ILHV) is a neglected arthropod-borne virus (arbovirus) of the family Flaviviridae, genus Orthoflavivirus, comprising a variety of other species relevant to human health, such as Yellow Fever (YFV), Dengue (DENV), Zika (ZIKV), and Saint-Louis Encephalitis virus (SLEV). Mayaro virus (MAYV), another neglected arbovirus, belongs to the Togaviridae family, Alphavirus genus, which also contains other medically relevant viruses, such as Chikungunya (CHIKV) and Ross River virus (RRV). Both of these arboviruses circulate in the Caribbean, Central and South America, infecting several vertebrate hosts, including humans. Infection by ILHV or MAYV can cause a non-specific acute febrile illness characterized by weakness, fever, myalgia and headache, but severe ILHV cases can progress to neurological illness, while severe MAYV cases may evolve into chronic arthritogenic disease. No approved vaccines or treatments are available against these viruses. Study models are imperative for understanding the pathogenesis of neglected diseases, and for developing and testing candidate treatments. In this work, we established experimental models for study of ILHV and MAYV infections, aiming at compound testing and disease characterization in murine models. Type I interferon receptor-deficient mice (IFNAR-/-) are susceptible to ILHV and MAYV infection via peripheral routes of inoculation at concentrations as low as 10 plaque forming units (PFU), indicating a central role for type I interferon response (IFN-I) in protection against ILHV and MAYV. The infection is acute, leading to the death of all animals within 4 days post-infection (4 days p.i.). ILHV and MAYV were detected at high concentrations in the brain, liver, spleen and serum of infected mice on day 3 p.i., correlating with the peak of symptoms. High viral load in the observed organs was predictive of death, along with weight loss and ocular inflammation. In vitro, ILHV was able to infect, replicate and cause death in several cell lines, with sharp increase in viral load, presence of cytopathic effect (CPE) and decrease in cell viability at 72 hours post-infection (72h p.i.) in all cell lines tested. Among the compounds tested against ILHV infection, treatment with the nucleoside analogue 2'-C-methylcytidine (2'CMC) was able to reduce viral load and improve cell viability in vitro, while also delayed disease onset and prolonged survival in vivo in IFNAR-/- mice. Lymphocytes and macrophage are greatly reduced in the MAYV IFNAR-/- model, while proinflammatory mediators CXCL1, CCL5, IFN-? and IL-1ß are upregulated. Detailed features of MAYV-induced paw inflammation were observed using a semi-automated phase–contrast X-ray microtomography technique we developed at a synchrotron source. The experimental models developed in this work offer a platform for drug testing and study of ILHV and MAYV infections that can greatly contribute to the advancement of knowledge about disease and development of therapeutic and diagnostic strategies Ver menos