Todos os procedimentos com animais foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidado e Uso Animal (Número do protocolo: IACUC-2024-FK-007) e realizados de acordo com a Declaração da Association for Research in Vision and Ophthalmology for the Use of Animals in Ophthalmic and Vision Research. Machos C57BL/6 camundongos, com idades entre 8 e 10 semanas e pesando entre 20 e 25 g, foram alojados em gaiolas ventiladas individualmente sob condições ambientais controladas de 22 ± 2 °C e umidade relativa de 50%-60%, com um ciclo claro e escuro de 12:12 h. Esses animais específicos livres de patógenos foram obtidos dos Laboratórios Charles River (veja a Tabela de Materiais). Todos os camundongos passaram por um período de aclimatação de 1 semana para se adaptar ao novo ambiente antes dos procedimentos experimentais, com acesso irrestrito ao alimento e água padrão para roedores.
ATENÇÃO: Aspergillus fumigatus é um organismo patogênico que requer contenção de nível 2 de biossegurança. Todas as culturas fúngicas devem ser manuseadas em um armário certificado de segurança biológica, utilizando equipamentos de proteção individual apropriados, incluindo luvas, jalecos e proteção ocular. O dimetil sulfóxido (DMSO) é inflamável e pode penetrar na pele; Manuseie em áreas bem ventiladas e evite contato direto. Ketamina e xilazina são substâncias controladas que exigem armazenamento seguro e documentação adequada conforme as regulamentações institucionais.
Preparação experimental
Todos os reagentes, medicamentos e materiais necessários foram preparados de acordo com o fluxo de trabalho experimental (veja a Tabela de Materiais e a Figura Suplementar 1 para o esquema). Soluções de estoque de ácido racímico (±)-α-Lipoico (LA) foram preparadas usando ácido racêmico α-lipoico (1,2-ditiolánico-3-pentanoico) dissolvido em DMSO até uma concentração de 60 mM e armazenados em alíquotas descartáveis a -80 °C para evitar degradação oxidativa. O inibidor de Nrf2 ML385 e o inibidor de HO-1 SnPPIX foram preparados e alicotados de forma semelhante para uso único para evitar ciclos de congelamento e descongelamento. Todos os meios de cultura celular e suplementos foram preparados em condições estéreis e pré-aquecidos a 37 °C antes do uso.
Todos os materiais contaminados com culturas fúngicas, incluindo placas de ágar, tubos de cultura e plásticos descartáveis, foram autoclavados a 121 °C por 30 minutos antes de serem descartados em recipientes de resíduos biohazardos. Resíduos químicos contendo solventes orgânicos foram coletados separadamente e descartados por meio de protocolos institucionais de saúde e segurança ambiental. Tecidos e carcaças animais foram incinerados por meio de serviços aprovados de resíduos biomédicos.
Cultura fúngica e preparação de infecções
Aspergillus fumigatus foi cultivado em ágar de dextrose Sabouraud a 37 °C por 5-7 dias até que a formação madura de conídes fosse observada. Conídios foram colhidos inundando culturas maduras com soro salino estéril tamponado com fosfato (PBS) contendo 0,05% Tween-80, e suspensões de conídeos foram filtradas através de gaze estéril para remover fragmentos hifales. A concentração de conídios foi determinada usando um hemocitômetro e ajustada às concentrações estabelecidas com base em modelos publicados de ceratite fúngica. Para experimentos in vitro, 1 x 106 conídios/mL (multiplicidade de infecção de 10:1) foi selecionada com base em estudos anteriores que demonstraram que essa concentração induz respostas inflamatórias robustas em células epiteliais corneanas, mantendo viabilidade celular adequada para análisesposteriores 16,17. Para estudos in vivo, foi escolhido 1 x 107 conídios/mL, pois este inóculo produz ceratite consistente, de gravidade moderada, com escores reprodutíveis da doença até o quinto dia pós-infecção, fornecendo faixa dinâmica suficiente para avaliar a eficácia terapêutica sem mortalidadeexcessiva 16,19.
Tratamento animal e infecção corneana
Sob anestesia geral (injeção intraperitoneal de cetamina 100 mg/kg e xilazina 10 mg/kg), a ceratite fúngica foi induzida pela criação de três arranhões lineares de 1 mm na córnea central usando uma agulha estéril de 25G, seguida pela aplicação tópica de 5 μL de suspensão conídica de A. fumigatus . Os camundongos foram randomizados para grupos de tratamento (n=8 por grupo): controle (não infectados), controle infectado, infectados + tratamento LA (60 μmol/L topicamente 4x ao dia) e infectados + tratamento LA + SnPPIX (LA mais 5 mg/kg de SnPPIX intraperitonealmente ao dia). A avaliação clínica e a coleta de tecidos foram realizadas no quinto dia após a infecção.
Precauções no manuseio de animais: Todos os procedimentos envolvendo animais anestesiados devem ser realizados em condições assépticas. Monitore os animais continuamente durante a anestesia para depressão respiratória. Descarte roupas de cama contaminadas, resíduos cirúrgicos e tecidos infectados por autoclaving seguido de incineração conforme os protocolos institucionais de gestão de resíduos biohazardos.
Cultura celular e tratamento
Células epiteliais corneanas humanas (HCECs) foram obtidas a partir de ATCC e mantidas em meio DMEM/F-12 suplementado com 10% de soro bovino fetal, 1% de penicilina-estreptomicina e 1% de L-glutamina em concentrações equimolares a 37 °C em uma atmosfera umidificada de 5% de CO₂. As células eram subcultivadas a cada 3-4 dias ao atingir 80%-90% de confluência e usadas entre as passagens 3-8 para garantir consistência. Para tratamentos experimentais, as células foram semeadas em 5 x 10⁴ células por poço em placas apropriadas e deixadas aderir por 24 horas antes do tratamento. Em todos os experimentos mecanicistas in vitro , as células foram inicialmente expostas a conídios de Aspergillus fumigatus em uma multiplicidade de infecção (MOI) de 10:1 por 4 horas para estabelecer a infecção, seguida pela adição de LA (60 μM), ML385 (5 μM) ou SnPPIX (1 μM) sozinho ou em combinação por mais 24 horas antes da coleta da amostra. Esse desenho sequencial permite a avaliação dos efeitos terapêuticos da LA sobre o desafio fúngico estabelecido, em vez do tratamento profilático.
Avaliação de viabilidade celular (análise CCK-8)
A viabilidade celular foi avaliada usando o Kit de Contagem Celular-8 (CCK-8). As células foram semeadas em placas de 96 poços a 5 x 104 células por poço e incubadas por 24 horas antes do tratamento. Após a exposição ao medicamento, 10 μL de solução de CCK-8 foram adicionados a cada poço, e placas foram incubadas por 2 horas a 37 °C. A absorvância foi medida em 450 nm usando um Leitor de Microplacas Multimodo. Cada condição experimental foi realizada em octuplicat, e os experimentos foram repetidos três vezes de forma independente. A concentração de controle veicular (DMSO) foi mantida abaixo de 0,1% para evitar efeitos citotóxicos.
Extração de RNA e PCR quantitativa em tempo real
O RNA total foi isolado de células cultivadas e tecidos corneanos usando o RNeasy Mini Kit, de acordo com o protocolo do fabricante. As amostras de tecido foram homogeneizadas em tampão RLT usando um homogeneizador de tecidos por 2 minutos a 50 Hz. A qualidade e concentração de RNA foram avaliadas usando um espectrofotômetro, com amostras com razões 260/280 de 1,8-2,0 usadas para análise a jusante. A síntese de cDNA em primeira fita foi realizada usando o Kit de Transcrição Reversa de cDNA de Alta Capacidade, com 1 μg de RNA total por reação. A PCR quantitativa foi realizada usando mistura master de qPCR baseada em SYBR Green em um sistema de PCR em tempo real, com desnaturação inicial a 95 °C por 2 minutos, seguida por 40 ciclos de 95 °C por 15 s e 60 °C por 1 min. Foi realizada uma análise da curva de fusão para verificar a especificidade do amplicão. Todos os espoletas foram validados quanto à eficiência (90%-110%) e especificidade antes do uso. A expressão relativa do mRNA foi calculada usando o método 2(-ΔΔCT) com GAPDH como gene de referência.
Extração de proteínas e análise de Western blot
Para extração total de proteínas, células e tecidos foram lisados em tampão RIPA suplementado com coquetéis inibidores de protease e fosfatase. Frações de proteínas nucleares e citoplasmáticas foram preparadas usando os Reagentes de Extração Nuclear e Citoplasmática NE-PER de acordo com o protocolo do fabricante. As concentrações de proteína foram determinadas usando o ensaio de Bradford. Quantidades iguais de proteína (30-50 μg) foram separadas por SDS-PAGE e transferidas para as membranas do PVDF. Após o bloqueio com leite desnatado a 5% em soro tampão Tris contendo 0,1% Tween-20 por 1 hora, as membranas foram incubadas com anticorpos primários durante a noite a 4 °C, seguidas por anticorpos secundários conjugados com HRP apropriados por 1 hora em temperatura ambiente. As bandas proteicas foram visualizadas usando reagente de quimioluminescência aprimorada, com tempos de exposição de 30 a 180 s, dependendo da intensidade do sinal. As bandas foram quantificadas usando o software ImageJ, com β-actina servindo como controle de carga para proteínas totais e lamina B1 para proteínas nucleares.
Avaliação clínica e análise histológica
A gravidade da doença corneal foi avaliada usando um sistema padronizado de pontuação clínica baseado em protocolos estabelecidos para ceratite fúngicamurina 22. O sistema de pontuação avalia três parâmetros em uma escala de 0 a 4: opacidade da córnea (0 = limpo, 4 = completamente opaco), irregularidade superficial (0 = liso, 4 = ulceração grave com perfuração) e resposta inflamatória (0 = sem infiltrado, 4 = infiltração densa com hipopião), resultando em pontuações totais de 0 a 12. Todas as avaliações clínicas foram realizadas por dois observadores independentes que foram mascarados para designações em grupos de tratamento, com concordância entre observadores superior a 90%. Fotografias corneanas foram capturadas usando um biomicroscópio de lâmpada de fenda equipado com uma câmera digital. Para análise histológica, os olhos foram enucleados, fixados em paraformaldeído a 4%, embutidos em parafina e seccionados com 5 μm de espessura. As seções foram coloridas com hematoxilina e eosina para avaliação morfologica geral.
Ensaio imunossorvente ligado a enzimas (ELISA)
Os níveis secretados de IL-1β e TNF-α em supernadadores de culturas celulares e homogeneados de tecido corneano foram quantificados usando kits ELISA comerciais de acordo com as instruções do fabricante. Os supernadantes em cultura celular foram coletados após 24 horas de tratamento, enquanto os tecidos corneanos foram homogeneizados em inibidores de protease contendo PBS. Amostras foram centrifugadas a 12.000 x g por 10 minutos a 4 °C, e supernadantes foram usados para análise ELISA. Todas as amostras foram analisadas em duplicado, e as concentrações de citocinas foram calculadas a partir de curvas padrão.
Análise estatística
Todos os experimentos foram realizados com réplicas biológicas apropriadas (n ≥6 para estudos in vitro , n = 8 para estudos em animais) e repetidos pelo menos 3 vezes de forma independente. Os dados são apresentados como média ± erro padrão da média (SEM). A análise de dados foi realizada usando o GraphPad Prism versão 9.0. Especificamente, usamos a função do teste de normalidade (Shapiro-Wilk) para avaliar a distribuição dos dados, ANOVA unidirecional com o teste de comparações múltiplas de Tukey para experimentos com mais de dois grupos, e o teste t de Student não pareado para comparações em dois grupos. Os gráficos eram gerados como gráficos de barras agrupados, com pontos de dados individuais sobrepostos como gráficos de dispersão, com barras de erro representando o erro padrão da média.