Orientador: Fabio Trindade Maranhão CostaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A malária cerebral (MC) é a mais grave complicação resultante da infecção por Plasmodium falciparum, levando a óbito milhares de pessoas todos os anos. Apesar dos avanços científicos para desvendar os fatores responsáveis pela MC, sua patogênese não é bem compreendida. MC é uma síndrome multifatorial envolvendo o sequestro de parasitos na microvasculatura e o aumento da expressão de citocinas pró-inflamatórias. Estes fatores, apesar de não estar claro como estão orquestrados, acarretam em disfunção endotelial e coagulopatia, contribuindo de maneira significativa no comprometimento clínico. Sendo assim, o entendimento dos mecanismos relacionados à coagulopatia na malária cerebral abre novas perspectivas para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas. Neste trabalho utilizamos o modelo de malária cerebral pela infecção de camundongos C57BL/6 por Plasmodium berghei ANKA (PbA). Com o intuito de assegurar se a malária cerebral experimental (MCE) estaria marcada por uma disfunção no processo de coagulação, similar às infecções em humanos, animais infectados com PbA foram submetidos à cirurgia para indução fotoquímica do trombo arterial e o tempo de formação do trombo foi determinado. Estes ensaios mostraram que na MCE existe um fenótipo pró-trombótico dependente de células imunocompetentes e cepa específica, uma vez que animais infectados por P. berghei NK65 (linhagem que não causa malária cerebral) não apresentaram disfunção equivalente. Ainda, a presença do parasito parece ser fundamental no processo de coagulopatia, assim como de linfócitos T CD8+. A disfunção da hemostasia também foi demonstrada no cérebro desses animais através do aumento da expressão de icam1, tf e epcr e do elevado tempo de retenção das plaquetas nos vasos cerebrais. Além disso, o aumento do complexo trombina-antitrombina e do tempo de lise da euglobulina, juntamente com os níveis elevados do inibidor do ativador do plasminogênio (PAI-1), indicam uma hipercoagulabilidade, com ativação da coagulação associada à diminuição da degradação de fibrina. Para determinar se este fenótipo estaria relacionado ao desenvolvimento da doença, os animais foram tratados com ácido tranexâmico (inibidor do sistema fibrinolítico) e posteriormente infectados por PbA. Os camundongos apresentaram uma morte prematura em relação aos não tratados, bem como um aumento da expressão de tnfa, ifng e prf1. Além disso, camundongos deficientes em PAI-1 (PAI-/-) infectados por PbA não sucumbiram a MCE e essa proteção foi associada com níveis baixos de moléculas inflamatórias e prevenção da ativação endotelial. Isso mostra que a MCE, assim como a disfunção endotelial, é dependente da presença de PAI-1. Coletivamente, estes achados abrem novas perspectivas para o entendimento fisiopatológico da malária cerebral e no desenho de novas abordagens terapêuticasAbstract: Cerebral malaria (CM) is the most severe complication resulting from P. falciparum infection which leads to death thousands of people every year. Despite scientific advances to unveil the factors responsible for CM, its pathogenesis is not well understood. CM is a multifactorial syndrome involving parasite sequestration in the microvasculature and increased expression of proinflammatory cytokines. Although it is not clear how these factors are orchestrated, they result in endothelial dysfunction and coagulopathy that contribute significantly in clinical aggravation. Thus, the understanding of coagulopathy mechanims related to cerebral malaria opens new perspectives for the development of therapeutic strategies. In this work we use the cerebral malaria model: C57BL/6 mice infected by Plasmodium berghei ANKA (PbA). To ensure that experimental cerebral malaria (ECM) was characterized by a dysfunction in the coagulation process, similar to human infections, PbA-infected mice were submitted to surgery for induction of photochemically arterial thrombus and time for thrombus formation was determined. These tests showed that the ECM has a prothrombotic phenotype dependent of immuno-competent cells and strain specific, since animals infected with P. berghei NK65 (non cerebral strain) showed no equivalent dysfunction. Furthermore, the presence of the parasite appears to be critical in the coagulopathy process as well as CD8+ T lymphocytes. The dysfunction of hemostasis was also demonstrated in the brain of these animals through increased expression of icam1, tf and epcr and elevated retention time of platelets in the brain vessels. Furthermore, the increase in thrombin-antithrombin and the euglobulin lysis time, together with high levels of inhibitor of plasminogen activator (PAI-1) indicate a hypercoagulability, with activation of coagulation associated with decreased fibrin degradation. To determine whether this phenotype could be related to the disease development, animals were treated with tranexamic acid (an inhibitor of the fibrinolytic system) and subsequently infected with PbA. The mice showed an early death compared to untreated group, as well as increased expression of tnfa, ifng and prf1. Furthermore, mice deficient in PAI-1 (PAI-1-/-) infected with PbA did not succumbed to ECM and protection was associated with low levels of inflammatory molecules and prevention of endothelial activation. These findings show that ECM, as well as endothelial dysfunction is dependent on the presence of PAI-1. Collectively, these findings open new perspectives for the understanding of the cerebral malaria pathophysiology and the design of new therapeutic approachesDoutoradoImunologiaDoutora em Genética e Biologia Molecular2010/18570-0FAPESP