Cell death and survival alterations in Malpighian tubules of Triatoma infestans following heat shock

Mello, Maria Luiza S; Tavares, Maria Cristina H; Dantas, Marly M; Rodrigues, Vera Lúcia CC; Maria-Engler, Sílvya S; Campos, Silvana P; Garcia, Nancy L
December 2001
Biochemistry & Cell Biology;Dec2001, Vol. 79 Issue 6, p709
Academic Journal
In this study, we examined cell survival and cell death in response to heat shock in an insect organ composed of highly polyploid cells no longer capable of cell division. For this, the frequency of nuclear phenotypes in Feulgen-stained Malpighian tubules of the blood-sucking insect, Triatoma infestans, was analyzed at various times after a short heat shock with or without subsequent moderate fasting. Cell death DNA fragmentation was studied immunocytochemically. Normal phenotypes and phenotypes indicative of cell survival (heterochromatin decondensation, nuclear fusion) and death (apoptosis, necrosis) were observed, especially in heat-shocked specimens. While the number of total and normal nuclei decreased following heat shock, the frequency of apoptosis increased during a short period (7 days) after heat shock. During a 30-day period following heat shock, the frequency of necrosis in fasted but not in fully nourished nymphs increased simultaneously with a decrease in the frequency of apoptosis. This finding suggests that the stress promoted by heat shock, but not that associated with heat shock plus fasting, can be dealt with by the apoptosis program. When considering the forms of cell survival, heterochromatin decondensation was more relevant in fully nourished nymphs, whereas nuclear and cell fusions were more important in fasted specimens. The forms of cell survival and cell death reported here may have protected the organ from damage by the stressing agents. In cells with no induction or accumulation of heat-shock proteins, cell death and the forms of cell survival observed here were the probable consequence.Key words: heat shock, fasting, apoptosis, necrosis, cell survival, Triatoma infestans.Dans ce travail, nous avons étudié la survie et la mort cellulaires à la suite d'un choc thermique dans un organe d'insecte constitué de cellules hautement polyploïdes qui ne peuvent plus se diviser. Pour cela, la fréquence des phénotypes nucléaires dans des tubes de Malpighi de l'insecte suceur de sang, Triatoma infestans, colorés par la méthode de Feulgen, a été mesurée à divers temps après un choc thermique de courte durée, suivi ou non d'un jeûne modéré. La fragmentation de l'ADN lors de la mort cellulaire a été étudiée par immunocytochimie. Les phénotypes normaux, les phénotypes de survie cellulaire (décondensation de l'hétérochromatine, fusion nucléaire) et les phénotypes de mort cellulaire (apoptose, nécrose) ont été observés, en particulier dans les spécimens soumis à un choc thermique. Alors que le nombre total de noyaux normaux diminue, la fréquence de l'apoptose augmente durant une courte période (7 jours) après le choc thermique. Au cours des 30 jours suivant le choc thermique, la fréquence des nécroses augmente en même temps que la fréquence de l'apoptose diminue chez les nymphes ayant jeûné, mais non chez celles bien nourries. Ce résultat suggère que le programme de l'apoptose peut se charger du stress engendré par un choc thermique, mais non du stress associé à un choc thermique suivi d'un jeûne. Lorsque les types de survie cellulaire sont considérés, la décondensation de l'hétérochromatine est plus importante chez les nymphes bien nourries, alors que la fusion nucléaire et la fusion cellulaire sont plus importantes dans les spécimens ayant jeûné. Les types de survie cellulaire et de mort cellulaire notés peuvent avoir protégé l'organe des dommages engendrés par les agents stressants. Dans les cellules où il n'y a aucune induction ou accumulation de protéines du choc thermique, cela entraîne probablement la mort cellulaire et les types de survie cellulaire observés.Mots clés : choc thermique, jeûne, apoptose, nécrose, survie cellulaire, Triatoma infestans.[Traduit par la Rédaction]


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