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dos Santos AAC, Rodrigues LE, Alecrim-Zeza AL, de Araújo Ferreira L, Trettel CDS, Gimenes GM, da Silva AF, Sousa-Filho CPB, Serdan TDA, Levada-Pires AC, Hatanaka E, Borges FT, de Barros MP, Cury-Boaventura MF, Bertolini GL, Cassolla P, Marzuca-Nassr GN, Vitzel KF, Pithon-Curi TC, Masi LN, Curi R, Gorjao R, Hirabara SM. Molecular and cellular mechanisms involved in tissue-specific metabolic modulation by SARS-CoV-2. Front Microbiol 2022; 13:1037467. [PMID: 36439786 PMCID: PMC9684198 DOI: 10.3389/fmicb.2022.1037467] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/05/2022] [Accepted: 10/26/2022] [Indexed: 09/09/2023] Open
Abstract
Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is triggered by the SARS-CoV-2, which is able to infect and cause dysfunction not only in lungs, but also in multiple organs, including central nervous system, skeletal muscle, kidneys, heart, liver, and intestine. Several metabolic disturbances are associated with cell damage or tissue injury, but the mechanisms involved are not yet fully elucidated. Some potential mechanisms involved in the COVID-19-induced tissue dysfunction are proposed, such as: (a) High expression and levels of proinflammatory cytokines, including TNF-α IL-6, IL-1β, INF-α and INF-β, increasing the systemic and tissue inflammatory state; (b) Induction of oxidative stress due to redox imbalance, resulting in cell injury or death induced by elevated production of reactive oxygen species; and (c) Deregulation of the renin-angiotensin-aldosterone system, exacerbating the inflammatory and oxidative stress responses. In this review, we discuss the main metabolic disturbances observed in different target tissues of SARS-CoV-2 and the potential mechanisms involved in these changes associated with the tissue dysfunction.
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Affiliation(s)
| | - Luiz Eduardo Rodrigues
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Amanda Lins Alecrim-Zeza
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Liliane de Araújo Ferreira
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Caio dos Santos Trettel
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Gabriela Mandú Gimenes
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Adelson Fernandes da Silva
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | | | - Tamires Duarte Afonso Serdan
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
- Department of Molecular Pathobiology, University of New York, New York, NY, United States
| | - Adriana Cristina Levada-Pires
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Elaine Hatanaka
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Fernanda Teixeira Borges
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
- Divisão de Nefrologia, Departamento de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP, Brazil
| | - Marcelo Paes de Barros
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Maria Fernanda Cury-Boaventura
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Gisele Lopes Bertolini
- Department of Physiological Sciences, Biological Science Center, State University of Londrina, Londrina, PR, Brazil
| | - Priscila Cassolla
- Department of Physiological Sciences, Biological Science Center, State University of Londrina, Londrina, PR, Brazil
| | | | - Kaio Fernando Vitzel
- School of Health Sciences, College of Health, Massey University, Auckland, New Zealand
| | - Tania Cristina Pithon-Curi
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Laureane Nunes Masi
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Rui Curi
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
- Instituto Butantan, São Paulo, Brazil
| | - Renata Gorjao
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Sandro Massao Hirabara
- Programa de Pós-graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, São Paulo, Brazil
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Gimenes GM, Santana GO, Scervino MVM, Curi R, Pereira JNB. A short review on the features of the non-obese diabetic Goto-Kakizaki rat intestine. Braz J Med Biol Res 2022; 55:e11910. [PMID: 36000611 PMCID: PMC9394691 DOI: 10.1590/1414-431x2022e11910] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/29/2021] [Accepted: 06/30/2022] [Indexed: 11/23/2022] Open
Abstract
The Goto-Kakizaki (GK) rat is a non-obese experimental model of type 2 diabetes
mellitus (T2DM) that allows researchers to monitor diabetes-induced changes
without jeopardizing the effects of obesity. This rat strain exhibits notable
gastrointestinal features associated with T2DM, such as marked alterations in
intestinal morphology, reduced intestinal motility, slow transit, and modified
microbiota compared to Wistar rats. The primary treatments for diabetic patients
include administration of hypoglycemic agents and insulin, and lifestyle
changes. Emerging procedures, including alternative therapies, metabolic
surgeries, and modulation of the intestinal microbiota composition, have been
shown to improve the diabetic state of GK rats. This review describes the
morpho-physiological diabetic-associated features of the gastrointestinal tract
(GIT) of GK rats. We also describe promising strategies, e.g., metabolic surgery
and modulation of gut microbiota composition, used to target the GIT of this
animal model to improve the diabetic state.
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Affiliation(s)
- G M Gimenes
- Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brasil
| | - G O Santana
- Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brasil
| | - M V M Scervino
- Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brasil
| | - R Curi
- Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brasil.,Centro Bioindustrial, Instituto Butantan, São Paulo, SP, Brasil
| | - J N B Pereira
- Laboratório Estratégico de Diagnóstico Molecular, Instituto Butantan, São Paulo, SP, Brasil
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