Regulation of extracellular ATP of human erythrocytes treated with α-hemolysin: Effects of cell volume, morphology, rheology and hemolysis

Autor: Leandro Vecchio, Débora E. Rinaldi, María V. Espelt, Verónica Milesi, Natalia Lauri, Carlos Muñoz-Garay, Sophie D. Lefevre, Rodolfo M. González-Lebrero, M.F. Leal Denis, Pablo J. Schwarzbaum, Pablo Stringa, Mariano A. Ostuni, Vanesa Silvana Herlax, Nicolás Jorge Enrique, C.L. Alvarez
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: CONICET Digital (CONICET)
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
instacron:CONICET
Popis: Alpha-hemolysin (HlyA) of uropathogenic strains of Escherichia coli irreversibly binds to human erythrocytes (RBCs) and triggers activation of ATP release and metabolic changes ultimately leading to hemolysis. We studied the regulation of extracellular ATP (ATPe) of RBCs exposed to HlyA. Luminometry was used to assess ATP release and ATPe hydrolysis, whereas changes in cell volume and morphology were determined by electrical impedance, ektacytometry and aggregometry. Exposure of RBCs to HlyA induced a strong increase of [ATPe] (3–36-fold) and hemolysis (1–44-fold), partially compensated by [ATPe] hydrolysis by ectoATPases and intracellular ATPases released by dead cells. Carbenoxolone, a pannexin 1 inhibitor, partially inhibited ATP release (43–67%). The un-acylated toxin ProHlyA and the deletion analog HlyA∆914-936 were unable to induce ATP release or hemolysis. For HlyA treated RBCs, a data driven mathematical model showed that simultaneous lytic and non-lytic release mainly governed ATPe kinetics, while ATPe hydrolysis became important after prolonged toxin exposure. HlyA induced a 1.5-fold swelling, while blocking this swelling reduced ATP release by 77%. Blocking ATPe activation of purinergic P2X receptors reduced swelling by 60–80%. HlyA-RBCs showed an acute 1.3–2.2-fold increase of Ca 2+ i, increased crenation and externalization of phosphatidylserine. Perfusion of HlyA-RBCs through adhesion platforms showed strong adhesion to activated HMEC cells, followed by rapid detachment. HlyA exposed RBCs exhibited increased sphericity under osmotic stress, reduced elongation under shear stress, and very low aggregation in viscous media. Overall results showed that HlyA-RBCs displayed activated ATP release, high but weak adhesivity, low deformability and aggregability and high sphericity. Fil: Leal Denis, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica; Argentina Fil: Lefevre, S.D.. Inserm; Francia. Université Paris Diderot - Paris 7; Francia. Université de la Réunion; Francia. Université des Antilles; Francia. Universite de Paris. Institut National de la Transfusion Sanguine.; Francia Fil: Alvarez, Cora Lilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; Argentina Fil: Lauri, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina Fil: Enrique, Nicolás Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas; Argentina Fil: Rinaldi, Debora Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina Fil: Gonzalez-Lebrero, Rodolfo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina Fil: Vecchio Dezillio, Leandro Emmanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas; Argentina Fil: Espelt, Maria Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina Fil: Stringa, Pablo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingeniería. Fundación Favaloro. Instituto de Medicina Traslacional, Trasplante y Bioingeniería; Argentina Fil: Muñoz Garay, C.. Universidad Nacional Autónoma de México; México Fil: Milesi, Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas; Argentina Fil: Ostuni, M.A.. Inserm; Francia. Université Paris Diderot - Paris 7; Francia. Université de la Réunion; Francia. Université des Antilles; Francia. Universite de Paris. Institut National de la Transfusion Sanguine.; Francia Fil: Herlax, Vanesa Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; Argentina Fil: Schwarzbaum, Pablo Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
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