Vitamina C, cama e muco de rã

Talvez em breve as vovós (principalmente as indianas) irão recomendar sempre que alguém espirrar: “Por que você não passa um muco de rã nesse nariz pra não pegar gripe, meu filho?”.

 

Isso porque na pele de uma rã indiana de nome fácil (Hydrophylax bahuvistara) existe um peptídeo capaz de neutralizar várias cepas diferentes do vírus da gripe, incluindo a cepa H1N1 que causou a pandemia de 2009.

 

O autor principal, Joshy Jacob, é uma das pessoas mais doces e atenciosas do Departamento que eu trabalhava na Emory (daquelas que te abraçam e perguntam como está sua sobrinha). Ele já havia me contado sobre esse trabalho mas só descobri que saiu na Immunity quando ele me mandou uma mensagem no celular com uma notícia de jornal de seu artigo. E essa notícia estava em português!! Não é uma graça?

 

Enfim, o que eles fizeram foi testar diversos peptídeos que poderiam neutralizar o vírus Influenza até chegar neste que denominaram “Urumin”, homenagem à uma espada curvada que guerreiros da região da rã costumavam usar. Confesso que pelo vídeo, com uma espada dessa não sobraria muito do vírus mesmo.
urumin virus

 

E a razão de o urumin ser capaz de destruir diversas cepas é que seu alvo é a região conservada HA do Influenza (stalk region). E como este peptídeo não se mostrou tóxico para células sanguíneas humanas, seu futuro como anti-viral é realmente promissor. Mas enquanto outros testes não confirmarem sua eficácia e segurança, não conte sobre esse artigo para sua vó.

 

PS: Joshy havia me pedido para arranjar vírus brasileiros, Zika, Dengue, etc para que ele testasse seus peptídeos. Quem tiver interesse, por favor entre em contato.

 

Artigo:
An Amphibian Host Defense Peptide Is Virucidal for Human H1 Hemagglutinin-Bearing Influenza Viruses
Holthausen DJ, Lee SH, Kumar VT, Bouvier NM, Krammer F, Ellebedy AH, Wrammert
J, Lowen AC, George S, Pillai MR, Jacob J.
Immunity. 2017 Apr 18;46(4):587-595

Como a dieta pode mudar o seu DNA – Epigenética e PANCS – Dia Internacional da Imunologia

Estudos recentes sugerem que o que você come pode modificar seus genes e potencialmente sua prole.

Por muito tempo, os nutricionistas sabem que “você é o que você come” não é apenas uma expressão. Estudos recentes sugerem que o que comemos nos afeta e às vezes até nossos filhos e netos.

Epigenética é o estudo de como diferentes sinais biológicos e ambientais afetam a expressão gênica. Em vez de mudar o próprio DNA, os sinais epigenéticos podem, por exemplo, provocar alterações no número de grupamentos químicos metila aderidos a um gene, ligando-o ou desligando-o. A dieta de uma pessoa é uma importante fonte de sinais epigenéticos, e agora os cientistas estão investigando como os hábitos alimentares modificam a expressão gênica em adultos e sua prole. O entendimento desta relação poderia ajudar os pesquisadores a identificar elementos nutricionais que poderiam prevenir ou tratar doenças como a obesidade, o diabetes, doença arterial coronariana e o Alzheimer.

Segundo alguns desses estudos, a epigenética impacta a diferenciação e modula como as células funcionam a longo prazo, tornando vital o entendimento de como a nutrição durante a gravidez pode impactar múltiplas gerações.

Estudos epidemiológicos mostram como certas exposições moldaram a saúde de populações específicas com o tempo, particularmente entre mãe e filhos. Um exemplo famoso é o Dutch Hunger Winter (Inverno Holandês da Fome, numa tradução livre). Em 1944, uma onde de fome atingiu o oeste da Holanda, forçando os habitantes – incluindo mães grávidas – a viver com dietas entre 400 e 800 calorias por dia. Quando os cientistas estudaram posteriormente os bebês concebidos durante este período, encontraram elevadas taxas de obesidade, perfis lipídicos alterados e doença cardiovascular na idade adulta.

Em um estudo conduzido pelo German Research Center for Environmental Health (Centro Alemão de Pesquisa em Saúde Ambiental) e publicado na Nature Genetics em 2016, camundongos geneticamente idênticos que consumiram uma dieta rica em lipídios provavelmente produziram mais prole obesa com tolerância prejudicada à glicose, um sinal inicial de diabetes tipo 2.

Moshe Szyf, um geneticista da Faculdade de Medicina da McGill University em Montreal, Canadá, está investigando a base epigenética de múltiplas doenças, incluindo a depressão e o Alzheimer. Ele recentemente contribuiu em um paper na Biological Psychiatry em fevereiro último, sobre a conexão entre infecção materna em camundongos fêmeas grávidas e o risco de desenvolvimento de doenças do neurodesenvolvimento na prole, embora ainda não esteja claro esse impacto na dieta humana.

Uma complicação é a complexidade do genoma. Junto com a dieta, exercício,ambiente e humor também podem afetar a expressão gênica. Em um estudo publicado em 2014 em Epigenetics, cientistas do Karolinska Institute na Suécia pediram a 23 homens e mulheres que se exercitassem com bicicleta usando apenas uma perna por 45 minutos, 4 vezes por semana durante 3 meses. Ao comparar biópsias de músculo antes e após o experimento, eles acharam que no músculo exercitado, novos padrões tinham se desenvolvido em genes associados com resposta a insulina, inflamação e metabolismo energético.

Nutrição, exercício e outros fatores ambientais são apenas parte do quebra-cabeça que afeta o risco individual de desenvolver condições particulares ou doença. Mas quanto mais pesquisamos, mais respostas encontraremos, e melhor poderemos trabalhar para melhor nossa saúde e sistema imune.

Aproveitando a deixa, reforço o convite para participar do Workshop Internacional da Imunologia, que será realizado nos dias 28 e 29 de abril de 2017, próximas 6a e sábado. Inscrições ainda podem ser feitas no link http://www.itumbiara.ueg.br/noticia/30072_workshop_dia_internacional_da_imunologia_ , até o dia 27 de abril. Outras inscrições após essa data somente no local, sujeito a vagas. Minicurso já com vagas esgotadas! (Sucesso!)

O cardápio do coffe break e da confraternização, que serão realizados com PANCs (Plantas Alimentícias Não Convencionais), preparados pelas PANiCquetes, com a organização da Profa. Dra Cristiane Bolina, está apetitoso e já estou salivando: danoninho de inhame com morango (olha a imunologia das mucosas aí, gente!), geleia de jasmim e manga, torta de inhame com abacaxi, bolo de cenoura e moringa, chá de hortelã, água saborizada, só pra dar um gostinho… Vamos comer?

Fonte: Renee Morad, Scientific American, 24 de Abril, 2017

https://www.scientificamerican.com/page/sponsored/nestle/how-diet-can-change-your-dna/?wt.ac=SA_Custom_1704_Nestle_YOUAREWHATYOUEAT_TW

 

 

Alergia alimentar e aversão: um diálogo entre a imunidade e o comportamento

Por: Luísa Lemos (doutoranda) e Ana Maria Caetano Faria (orientadora), do Laboratório de Imunobiologia, Departamento de Bioquímica e Imunologia no Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

A alergia alimentar é conhecida como a manifestação de uma resposta imune anormal a antígenos da dieta. As alergias afetam mais de 3,5% das crianças e mais de 6% dos adultos e esses números estão aumentando em países desenvolvidos e em desenvolvimento. Uma das características mais marcantes das alergias é a produção de uma classe de anticorpo, a IgE. Quando os anticorpos da classe IgE se ligam aos seus receptores de alta afinidade presentes em mastócitos e basófilos, ocorre o processo chamado de sensibilização. Essa etapa é assintomática, sem manifestações clínicas e imperceptível na grande maioria dos casos. Em contatos posteriores com o mesmo alérgeno, mastócitos e basófilos, células contendo grânulos de histamina (um potente vasodilatador) e outros mediadores inflamatórios, degranulam liberando esses mediadores e iniciando os sinais alérgicos: vasodilatação, edema, eritema, prurido, dor e outros.

Não sabemos ainda porque alguns alimentos são mais alergênicos que outros, embora algumas características comuns entre eles estejam bem estabelecidas: em geral são proteínas de baixo peso molecular, têm alta solubilidade em fluidos corporais e tendem a ser glicosilados. Também já foi relatado que a alergia gera um fenômeno de aversão ao consumo do antígeno, ou seja, o indivíduo alérgico evita o contato com o alérgeno (Cara et al, 1994). Vista dessa maneira, a alergia parece um fenômeno meramente destrutivo e indesejável, ou seja, uma versão espúria da atividade imunológica sem nenhuma vantagem biológica óbvia. Em 2012, Palm e colaboradores revisitaram o fenômeno propondo uma nova interpretação para o papel evolutivo da alergia. Os autores discutem que é possível – e até bem provável – que as alergias e seus subprodutos participem de mecanismos protetores do organismo (Palm et al, 2012).

A ideia é que as reações desencadeadas pela histamina e pelos mediadores lipídicos da inflamação alérgica promoveriam reflexos protetores contra agentes nocivos do meio ambiente (venenos e toxinas produzidos por plantas e animais), isto é, eles teriam sido selecionados e mantidos ao longo da evolução como uma forma do organismo perceber e eliminar rapidamente moléculas potencialmente tóxicas. Assim, a vasodilatação e o edema resultariam na desintoxicação e neutralização de antígenos enquanto que os reflexos de proteção como espirro, tosse, vômito e diarreia, seriam maneiras variadas de eliminação dos alérgenos tóxicos. Nessa perspectiva, a aversão ao consumo do antígeno que acompanha o fenômeno da alergia alimentar constituiria um mecanismo de prevenção à exposição a substâncias potencialmente perigosas.

Uma pergunta importante, nesse aspecto, é como um circuito biológico aparentemente selecionado para proteger o corpo de produtos nocivos (tais como venenos e toxinas produzidas por animais e plantas) pode ser desencadeado por antígenos inócuos (alérgenos alimentares). O que sabemos é que indivíduos atópicos (com propensão aumentada à produção de IgE e, portanto, à alergia) apresentam defeitos genéticos associados à regulação imune da atividade inflamatória. Assim, a alergia alimentar a produtos não tóxicos (tais como a maioria dos alérgenos) pode ser simplesmente o resultado de um desvio geneticamente determinado de um mecanismo originalmente protetor.

Outro aspecto fascinante do fenômeno da aversão é que ele é o resultado de interações delicadas entre o sistema imune e o sistema nervoso central envolvendo a modulação de uma atividade tão complexa como o comportamento de escolha de alimentos. Cara e colaboradores foram os primeiros a descrever experimentalmente o fenômeno nos anos 90. Esses autores mostraram que camundongos BALB/c sensibilizados para Ovalbumina da clara de ovo (OVA) e desafiados com soluções adocicadas contendo esse antígeno, diminuíam drasticamente seu consumo ao longo dos dias em que ocorria o desafio oral. É importante salientar que camundongos BALB/c tem uma preferência natural por alimentos adocicados. Por outro lado, ao longo do desafio oral, enquanto o consumo da solução contendo o alérgeno reduzia, os títulos de anticorpos IgE específicos para OVA aumentavam, ou seja, a aversão ao antígeno era diretamente proporcional à concentração de IgE específica no soro dos animais (Cara et al, 1994). A transferência de células de baço de camundongos alérgicos ou do soro dos mesmos para camundongos saudáveis era capaz ainda de transferir o fenômeno da aversão (Cara et al, 1997) mostrando claramente que ele dependia de componentes do sistema imune.

Em 2003, Basso e colaboradores, iniciaram uma série de estudos estabelecendo em maior detalhe os correlatos neuro-imunológicos do fenômeno da aversão associado à alergia alimentar (Basso et al, 2003). Esses autores mostraram que o tratamento de camundongos alérgicos à ovalbumina (OVA) com anticorpos neutralizadores de IgE inibiam completamente a aversão ao consumo de antígeno. Esse resultado estabeleceu definitivamente a ligação entre a produção da IgE e o desenvolvimento do comportamento aversivo. Além disto, através de análises de ativação neuronal, os autores demonstraram que a aversão estava relacionada ao acionamento de áreas cerebrais ligadas à emoção: o núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN) e o núcleo central da amígdala (CeA). Trabalhos posteriores do mesmo grupo conseguiram ampliar ainda o entendimento do fenômeno da aversão mostrando a relação entre a preferência alimentar a determinados antígenos e a reatividade imunológica desencadeada a eles (Costa-Pinto et al, 2006; Costa-Pinto et al, 2007; Mirotti et al, 2010). Esses relatos trouxeram um brilho novo à investigação sobre as interações neuro-imunológicas mostrando que elas são recíprocas. Embora já fossem abundantes os exemplos da influência do sistema nervoso na atividade imunológica (inclusive na alergia), este foi o primeiro fenômeno exemplar de um efeito direto do sistema imune em uma atividade neurológica complexa.  

Em 2015, nosso grupo prosseguiu esses estudos estendendo a investigação da alergia alimentar e seus correlatos neuro-imunológicos para um modelo de alergia às proteínas do leite.  Gomes-Santos e colaboradores demonstraram, em um novo modelo de alergia alimentar à beta-lactoglobulina (BLG), que proteínas do soro de leite (whey) quando hidrolisadas antes do consumo eram capazes de reduzir a produção de IgE específica mesmo depois da sensibilização e eram mais consumidas por camundongos quando comparadas às não hidrolisadas. Este é atualmente um dos temas de estudo do grupo. Ele abre novas discussões sobre preferência alimentar e alergia já que a alergia alimentar ao leite é muito prevalente na infância, mas, por outro lado, trata-se de um alérgeno essencial à sobrevivência dos mamíferos.

 

Referências:

Palm NW, Rosenstein RK, Medzhitov R (2012) Allergic host defences.

Nature, 484(7395):465-72.

Cara DC, Conde AA, Vaz NM (1994) Immunological induction of flavor aversion in mice. Brazilian Journal of Medical and Biologicl Research, 27(6):1331-41.

Cara DC, Conde AA, Vaz NM (1997) Immunological induction of flavour aversion in mice. II. Passive/adoptive transfer and pharmacological inhibition. Scandinavian Journal of Immunology, 45(1):16-20.

Mirotti L, Mucida D, de Sá-Rocha LC, Costa-Pinto FA, Russo M (2010) Food aversion: a critical balance between allergen-specific IgE levels and taste preference. Brain Behavior and Immunity, 24(3):370-5.

Costa-Pinto FA, Basso AS, De Sá-Rocha LC, Britto LR, Russo M, Palermo-Neto J (2006) Neural correlates of IgE-mediated allergy. Annals of the New York Academy of Science, 1088:116-31.

Costa-Pinto FA, Basso AS, Russo M (2007) Role of mast cell degranulation in the neural correlates of the immediate allergic reaction in a murine model of asthma. Brain Behavior and Immunity, 21(6):783-90.

Gomes-Santos AC, Fonseca RC, Lemos L, Reis DS, Moreira TG, Souza AL, Silva MR, Silvestre MP, Cara DC, Faria AM (2015) Hydrolyzed whey protein prevents the development of food allergy to β-lactoglobulin in sensitized mice. Cellular Immunology, 298(1-2):47-53.

 

Working together

Por: Ana Carolina G. Salina e David-F Colón (doutorandos IBA-FMRP/USP)

Editora Chefe: Vanessa Carregaro

 

A geração das respostas imune adaptativas é um processo que envolve interações entre células mielóides e linfóides. Dentre as células mielóides, as células dendríticas plasmocitóides (pDC) contribuem para uma ótima ativação de linfócitos. As pDC são células produtoras de altas quantidades de interferon (IFN) do tipo I (3) após ativação dos receptores TLR9 e TLR7. Trabalhos mostram que pDC ativadas aumentam as respostas antivirais de linfócitos T CD8+ e inibem a replicação viral tanto em infecções agudas como em infecções crônicas (4, 5). Embora as pDCs produzam altas quantidades de IFN-I, muitos outros tipos celulares também são capazes de produzir essas citocinas durante uma infecção viral (6). Além disso, alterações nas concentrações de IFN-I podem ser independentes de pDC (7). Neste contexto, o grupo liderado por Wolfgang Kastenmüller, da Universidade de Bonn, levantou o questionamento se a distribuição espaço-temporal das pDCs contribuiria para o desenvolvimento e eficácia da resposta imune antiviral (1). Assim, ao estudar o padrão de migração in vivo das pDCs para o linfonodo, foram utilizados camundongos geneticamente modificados nos quais as pDCs expressavam a proteína verde fluorescente (SiglecGFP/GFP). Para isso, o tráfego intranodal das pDCs foi avaliado empregando a microscopia intravital 2-foton. A partir da utilização desta ferramenta, os autores demonstraram que durante a infecção viral, as pDCs migram para diferentes áreas do linfonodo: uma parte migra em sentido aos macrófagos infectados residentes no seno subcapsular de maneira dependente do receptor CXCR3 e outra para os locais de “priming” das células T CD8+ nas áreas interfoliculares de maneira dependente do receptor CCR5, levando à formação de “superclusters” celulares. De forma interessante, os autores demostraram que o recrutamento das pCDs nas áreas interfoliculares era dependente das quimiocinas CCL3 e CCL4 produzidas no contexto da interação das células TCD8+ com as células dendríticas convencionais infectadas (cDC). Ainda, a ativação das células TCD8+ induziu a produção da quimiocina XCL1, propiciando a migração das células dendríticas XCR1+ para os locais de “priming” dos linfócitos T CD8+ nas áreas interfoliculares. Interessante que há geração de “superclusters” constituídos pelas pDCs, células dendríticas XCR1+ e células T CD8+ e que, durante uma infecção viral, otimizam o intercâmbio de estímulos celulares, principalmente a liberação de IFN-I pelas células pDCs. Para finalizar, os autores demostraram que a liberação do IFN-I pelas pDCs é fundamental para a maturação e apresentação cruzada das células dendríticas XCR1+, potencializando o desenvolvimento da resposta antiviral das células T CD8+. Portanto, através de diversos ensaios com ferramentas elegantes, os autores demostraram um novo conceito biológico no qual as células T CD8+, no contexto de uma infeção viral, “orquestram” ativamente uma cooperação funcional e espacial entre as células dendríticas plasmocitóides e as células dendríticas residentes XCR1+ na secreção de IFN-I, permitindo o desenvolvimento de uma área local de “priming” celular e consequente otimização da resposta das células TCD8+.

Fig 4

Fig. 1. Esquema mostra as células TCD8+ orquestrando a formação dos sítios de “priming” celular envolvendo a migração das células dendríticas plasmocitoides e as células dendríticas XCR1+. (Brewitz et al., 2016)

 

Referência Bibliográfica

  1. Qi, H., Kastenmuller, W., and Germain, R.N. (2014). Spatiotemporal basis of innate and adaptive immunity in secondary lymphoid tissue. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 30, 141–167.
  2. Yoneyama, H., Matsuno, K., Toda, E., Nishiwaki, T., Matsuo, N., Nakano, A., Narumi, S., Lu, B., Gerard, C., Ishikawa, S., and Matsushima, K. (2005). Plasmacytoid DCs help lymph node DCs to induce anti-HSV CTLs. J. Exp. Med. 202, 425–435.
  3. Swiecki, M., and Colonna, M. (2015). The multifaceted biology of plasmacytoid dendritic cells. Nat. Rev. Immunol. 15, 471–485.
  4. Cervantes-Barragan, L., Lewis, K.L., Firner, S., Thiel, V., Hugues, S., Reith, W., Ludewig, B., and Reizis, B. (2012). Plasmacytoid dendritic cells control T-cell response to chronic viral infection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 3012–3017.
  5. Swiecki, M., Gilfillan, S., Vermi, W., Wang, Y., and Colonna, M. (2010). Plasmacytoid dendritic cell ablation impacts early interferon responses and antiviral NK and CD8(+) T cell accrual. Immunity 33, 955–966
  6. Barchet, W., Krug, A., Cella, M., Newby, C., Fischer, J.A., Dzionek, A., Pekosz, A., and Colonna, M. (2005). Dendritic cells respond to influenza virus through TLR7- and PKR-independent pathways. Eur. J. Immunol. 35, 236–242.
  7. Xu, R.H., Wong, E.B., Rubio, D., Roscoe, F., Ma, X., Nair, S., Remakus, S., Schwendener, R., John, S., Shlomchik, M., and Sigal, L.J. (2015). Sequential activation of two pathogen-sensing pathways required for type I interferon expression and resistance to an acute DNA virus infection. Immunity 43, 1148–1159.
  8. Brewitz A, Eickhoff S, Dähling S et al.CD8+ T Cells Orchestrate pDC-XCR1+Dendritic Cell Spatial and Functional Cooperativity to Optimize Priming.  2017 Feb 21;46(2):205-219.

Vias metabólicas como um novo alvo terapêutico antitumoral?

Por: Tarciso Almeida Sellani (Doutorando do Programa de PG em Microbiologia e Imunologia da UNIFESP, Laboratório de Imunobiologia do Câncer)

Editora Chefe: Elaine Guadelupe Rodrigues

O microambiente tumoral é formado por múltiplas populações celulares, incluindo diferentes subpopulações de células tumorais e diversas células do sistema imune que infiltram esse local, tornando-o bastante heterogêneo. Não é difícil concluir que diferentes perfis metabólicos estão presentes nesse ambiente, porém pouco foi ainda estudado sobre o efeito dessas diferenças metabólicas na relação entre as células presentes no tumor. Essas relações se mostram cada vez mais de mão-dupla, com células influenciando e sendo influenciadas por outras nesse ambiente tumoral. Assim, no início desta década, algumas descobertas que direcionaram novos estudos foram apresentadas à comunidade científica.

No ano de 1924, o alemão Otto Warburg descreveu o metabolismo de glicose para células tumorais, denominando o processo de efeito Warburg ou glicólise aeróbica. Diferente de células de tecidos diferenciados, células tumorais destinam a glicose obtida, independente da presença de oxigênio, para o processo glicolítico e consequente produção do co-fator NADPH, evitando a utilização de suas mitocôndrias diminuindo assim a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO’s) e impedindo um possível processo apoptótico que poderia ser desencadeado por estas moléculas (1). Adicionalmente, células tumorais utilizam mais ou menos glicose dependendo do estágio de desenvolvimento tumoral, observando-se que tumores mais avançados e próximos a se tornarem metastáticos apresentam maior utilização de glicose (2). As células tumorais também podem utilizar glutamina e lipídios, mas independente da fonte de nutrientes, essas células utilizam os metabólitos disponíveis para crescimento e aumento da biomassa.

Convivendo com as células tumorais temos as células do sistema imune. Por muito tempo o estudo das citocinas produzidas por células tumorais e imunes mostrou como ocorre a conversa entre ambas e o seus efeitos sobre o desenvolvimento tumoral. Mas é importante lembrar que o microambiente tumoral apresenta suas particularidades, incluindo diminuição do pH devido ao aumento da secreção de lactato, diminuição dos níveis de oxigênio levando a um estado de hipóxia e escassez de uma série de nutrientes essenciais para as funções das células imunes. Essas condições são diferentes das encontradas em outras regiões do organismo, onde se encontram concentrações adequadas de oxigênio, pH mais próximo do neutro e ambiente com quantidade adequada de nutrientes. Assim, as funções de células imunes são alteradas no microambiente tumoral devido às alterações de citocinas que ocorrem em conjunto com alterações metabólicas.

Os macrófagos M1, com potencial anti-tumoral, necessitam de um ambiente repleto de glicose para suas principais funções, aumentando o processo glicolítico para produção de novas macromoléculas e estimulando a via das pentoses para ativação de NADPH oxidase com consequente produção de ERO’s e óxido nítrico (NO) (3). Linfócitos T CD4+ (Th1, Th2 e Th17) e T CD8+ efetores também necessitam de glicose para suas principais funções, aumentando a produção de ATP e utilizando a energia para manutenção e geração de suas principais citocinas. Porém, estudos recentes mostram que existe uma evidente competição entre células tumorais e linfócitos T efetores pela utilização de glicose no microambiente tumoral. Como previsto, células tumorais levam a melhor na disputa pelo combustível e as células imunes com potencial para eliminar as células tumorais apresentam deficiência de suas principais funções (4).

Untitled

Figura 1. No sangue e linfonodos, nutrientes são abundantes fazendo com que as células T sejam capazes de proliferar e apresentar um ótimo status de ativação. Porém, no microambiente tumoral, células T encontram diminuição da disponibilidade de glicose e baixa concentração de oxigênio, levando a limitação de suas atividades proliferativas e ativação. Além disso, outras células imunes infiltrantes, como células mieloides supressoras, podem depletar outros substratos importantes, p. ex. arginina e triptofano, e produzir substâncias tóxicas como NO que inibem a atividade das células T efetoras (4).

O microambiente também é formado por células imunes que contribuem para o aumento do desenvolvimento tumoral. Macrófagos M2 e linfócitos T reguladores (T reg) não necessitam de glicose para suas principais funções, mas utilizam preferencialmente lipídios, permanecendo no microambiente e secretando citocinas que favorecem o crescimento do tumor. Portanto as modificações metabólicas no microambiente tumoral também são responsáveis pela configuração e estabelecimento das populações de células imunes no tumor (4).

Os estudos atuais estão concentrados na busca pelo maior entendimento dessas alterações metabólicas sobre as funções de células imunes no microambiente tumoral, criando perspectivas para atuar em conjunto com outras terapias antitumorais através de um remodelamento metabólico do tumor. Os termos metabolismo e imunologia estão mais próximos no estudo de tumores, fortalecendo cada vez mais o campo de estudos conhecido como “Imunometabolismo”.

Referências

(1) Heiden MGV, Cantley LC, Thompson CB. Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation. Science 324: 1029-1033, 2009.

(2) Young CD, Lewis AS, Rudolph MC, Ruehle MD, Jackman MR, Yun UJ, Ilkun O, Pereira R, Abel ED, Anderson SM. Modulation of glucose transporter 1 (GLUT1) expression levels alters mouse mammary tumor cell growth in vitro and in vivo. Plos One 6: 1-12, 2011.

(3) Ho, PC & Liu, PS. Metabolic communication in tumors: a new layer of immunoregulation for immune evasion. Journal for ImmunoTherapy of Cancer Vol 4: 44-55, 2016.

(4) Pearce, EL & Pearce, EJ. Metabolic Pathways in Immune Cell Activation and Quiescence. Cell Press Immunity Vol 38: 633-643, 2013.

Nanocristais: da sua tela de LCD à pesquisa biológica

 

Por: Flávia Batista Ferreira França, Vanessa dos Santos Miranda (Doutorado/PPIPA) e Jacqueline Pádua de Queiroz (Mestrado/PPIPA).

Editor-chefe: Tiago Mineo.

 

quantum

Fonte: princetoninnovation.org

 

A utilização de marcadores fluorescentes nos últimos anos vem ganhando destaque na experimentação cientifica, facilitando a visualização de estruturas biológicas que interessam de acordo com a pesquisa desenvolvida. Com isso, surge a necessidade de aprimoramento deste método, para que a visualização de marcadores seja cada vez mais clara, objetiva e específica.

A partir de pesquisas relacionadas a área de nanotecnologia, foi possível o desenvolvimento de nanopartículas dos quais derivam os quantum dots (QDs): nanocristais fluorescentes não só utilizados na área da pesquisa biológica, mas também como uma técnica que traz mais brilho ao LCD. Sim! Aquele da televisão, emitindo cores mais vivas. Na área biológica, os QDs são utilizados como ferramentas para visualização de processos celulares em tempo real, sendo desejado pelos pesquisadores por serem altamente estáveis e possuírem melhor desempenho do que os fluorocromos tradicionais, como biomarcadores in vivo e in vitro. Além disso, são encapsulados em polímeros anfifílicos, possibilitando o direcionamento de drogas para protocolos terapêuticos.

Com uma capacidade multifuncional e resistência a degradação química e enzimática, os QDs podem ser complexados simultaneamente a vários diversos alvos, como anticorpos, peptídeos e ácidos nucléicos, aumentando a efetividade e a acurácia no estudo de diversas patologias. A flexibilidade de marcações em diferentes espectros também é um diferencial, pois os QDs podem ser sintetizados para emissão de fluorescência que varia do infravermelho ao ultravioleta, de acordo com sua variação de tamanho.

As possibilidades de uso dos nanocristais não param por aí: pesquisadores estão pesquisando sobre técnicas em que os QDs serão utilizadas no rastreamento de antígenos tumorais, no entendimento dos mecanismos de liberação de fármacos dentro das células, bem como acoplados a anticorpos para ensaios de citometria de fluxo e cell sorting. QDs conjugados à IgG anti-Her2, marcador frequentemente encontrado na superfície de células de carcinoma mamário, foram mais visíveis e fotoestáveis, em comparação com corantes orgânicos. Metodologia semelhante foi utilizada para triagens de novas classes de medicamentos anti-malária, marcando diretamente eritrócitos infectados com Plasmodium falciparum, nos quais os nanocristais funcionam como uma sonda para o rastreio de fármacos e análise da sensibilidade dos mesmos por citometria de fluxo.

Impulsionada por seu potencial, a ciência por trás dos QDs vem sendo constantemente aprimorada, refinando-se a síntese dos compostos para que estes nanocristais possam ser utilizados em uma gama cada vez mais vasta de protocolos laboratoriais e terapêuticos.

 

Referencias:
– Babu, L.T.; Paira, P. Current application of quantum dots (QD) in cancer therapy: A review. Mini Review in Medical Chemistry, 2017.
– Ku, M.J.; Dossim, F.M.; Choi, Y.; Moraes, C.B.; Ryo, J.; Song, R.; Freitas-Junior, L.H. Quantum dots: a new tool for anti-malarial drug assays. Malaria Journal, 10, 118, 2011.
– Silva, A.C.A.; Silva, M.J.B.; Luz, F.A.C.; Silva, D.P.; Deus, S.L.V.; Dantas, N.O. Controlling the Cytotoxicity of CdSe Magic-Sized Quantum Dots as a Function of Surface Defect Density. Nano Letters, 14, 452-457, 2014.
– Wu, X. et al. Immunofluorescent labeling of cancer marker Her2 and other cellular targets with semiconductor quantum dots. Nature biotechnology, v. 21, n. 1, p. 41-46, 2003.
– Zare, B.; Nami, M.; Shahverdi, A.R. Trancing tellurium and its nanostructures in biology. Biol Trace Elem Res, 2017.

Papel do nervo vago na regulação da resposta inflamatória por ILC3 e mediadores lipídicos

Por: Paula e João Paulo (Doutorandos IBA-FMRP)

Editora Chefe: Vanessa Carregaro

A resposta inflamatória aguda é altamente coordenada, e leva a produção de quimiocinas e citocinas, além de mediadores lipídicos (1). Esses mediadores têm como função induzir o recrutamento de leucócitos para o sítio inflamatório, além de auxiliar na resolução da resposta inflamatória e promover a homeostase do tecido (2).  Os primeiros mediadores lipídicos de fase de resolução descritos estão agora agrupados em quatro novas famílias, denominados mediadores pró-resolutivos especializados (SPMs) que incluem resolvinas, protectinas, lipoxinas e maresinas (3). Esses mediadores controlam a infecção, facilitando a fagocitose e diminuindo a lesão local pela eferocitose (4). O reflexo neuronal detecta a inflamação periférica e coordena a resposta contra infecções, regulando eventos no início da inflamação (4). Recentemente, foi verificado que, durante uma inflamação aguda, o nervo vago regula os mediadores pró-resolução derivados do ácido docosa-hexaenóico (DHA) resolvin (Rv) D1, RvD3  (5).  No entanto, até o presente, não se sabia acerca da participação do nervo vago sobre a resposta inflamatória, e quais células poderiam ser influenciadas pelos seus estímulos.

Nesse sentido, o trabalho publicado Dalli e colaboradores na Immunity demonstrou a o papel de células linfóides inatas do tipo 3 (ILC3) no processo de resolução da resposta inflamatória pelo nervo vago. Para isso, os pesquisadores submeteram o camundongo à vagotomia, e esse procedimento causou uma profunda alteração no perfil de mediadores lipídicos; aumentando mediadores pró-inflamatórios e diminuindo pró-resolutivos, incluindo PCTR1, um mediador recentemente descoberto envolvido com a proteção do hospedeiro. Além desses mediadores, a vagotomia reduziu, de maneira significativa, a quantidade de células ILC-3 no peritônio. Ainda, apesar de ter aumentado o número de macrófagos, promoveu a redução de uma série de marcadores pró-resolutivos, por exemplo, o PCTR1 e outras pró-resolvinas, e aumentando os mediadores lipídicos pró-inflamatórios. Após o desafio com inoculação de E.coli, os animais vagotomizados apresentaram maior infiltrado de neutrófilos na cavidade peritoneal e levaram maior tempo de resolução da infecção em relação ao grupo controle. A vagotomia também reduziu a capacidade fagocítica dos leucócitos e, como consequência, foi observada uma maior carga bacteriana no peritônio. Dado a importância da PCTR1 na proteção do hospedeiro contra infecções e a redução de seus níveis em animais vagotomizados, foi investigado se a PCTR1 era capaz de restaurar os efeitos da vagotomia. O tratamento com PCTR1 em animais vagotomizados restaurou a expressão de marcadores pró-resolução e a capacidade fagocítica dos macrófagos e aumentou a produção de mediadores lipídicos pró-resolutivos. In vivo, o tratamento com PCTR1 reduziu a migração de neutrófilos para o peritônio, diminuiu o tempo de resolução da inflamação, restaurou a atividade fagocítica e eferocítica e diminuiu a carga bacteriana no peritônio.

A acetilcolina é o principal neurotransmissor produzido pelo nervo vago e, de fato, a vagotomia reduziu de maneira abrupta os níveis desse mediador. O tratamento com um agonista de receptor colinérgico,mais estável que a acetilcolina, reverteu parcialmente a produção de marcadores pró-resolutivos em macrófagos, mas foi incapaz de restaurar os níveis de células ILC3 e da protectina PCTR1. Para testar o papel das ILC3s, animais Rag-KO foram tratados com anticorpo anti-CD90.2 para depletar essa população celular. Assim como nos animais vagotomizados, a depleção das ILC3s diminuiu a expressão de marcadores pró-resolução em macrófagos e a produção pró-resolutivos bem como PCTR1. Assim como a vagotomia, a depleção de ILC3s aumentou o recrutamento de neutrófilos, reduziu a capacidade fagocítica dos leucócitos e aumentou o tempo de resolução da inflamação após a infecção.

O estudo também demonstrou que, tanto as ILC3s murinas quanto as humanas, expressam lipoxigenase, enzima chave para a biossíntese de mediadores pró-resolutivos, e que a acetilcolina estimula a produção de PCTR1. Os dados também mostram que as ILC3s encontram-se em proximidade aos macrófagos e células colinérgicas na terminação do nervo vago presentes no omento, uma camada do peritônio que cerca os órgãos abdominais. Como prova de conceito da importância das ILC3s, animais vagotomizados receberam transferência celular de ILC3s, murinas ou humanas, ativadas com acetilcolina e desafiados com a injeção de E.coli. Independente da espécie, humanas ou murinas, o tratamento com ILC3 foi capaz de reverter os efeitos da vagotomia, diminuindo o infiltrado de neutrófilos e a carga bacteriana no peritônio e, assim, melhorando a capacidade resolutiva após a inflamação infecciosa.  O estudo também demonstrou a melhora do quadro infeccioso promovido pelas ILC3s é dependente da atividade biosintética da enzima lipoxigenase, corroborando o papel dos mediadores pró-resolutivos produzidos pelas ILC3s no controle da resolução peritoneal e na resposta do hospedeiro contra infecções.Assim, os resultados apontam novas formas terapêuticas para doenças relacionadas com o envelhecimento, no qual o sistema colinérgico está debilitado, levando a redução da produção de mediadores pró-resolutivo pelos leucócitos residentes, e também para o tratamento de doenças infecciosas causadas por bactérias resistentes a antibióticos.

Fig 3

Figura 1: Representação de como o nervo vago eferente regula a resposta inflamatória. O nervo vago recebe sinais de que há uma infecção e libera acetilcolina (ACh)  através de ramificações do nervo eferente no sitio inflamatório. As células linfoides inatas do tipo 3 (ILC3) reconhecem essa liberação de ACh e aumentam a produção de mediadores pró-resolutivos (SPM) como o PCTR1, tornando os macrófagos residentes com um perfil mais resolutivo. Esses por sua vez também estimulam a prudução de PCRT1, interferindo na eferocitose e promoção da homeostasia.

Referencias:

  • Leslie Inflammation’s stop signals Science, 347 (2015), pp. 18–21
  • Samuelsson Role of basic science in the development of new medicines: examples from the eicosanoid field.  Biol. Chem., 287 (2012), pp. 10070–10080
  • N. Serhan, N. Chiang, J. Dalli The resolution code of acute inflammation: Novel pro-resolving lipid mediators in resolution Semin. Immunol., 27 (2015), pp. 200–2153
  • Chiang, G. Fredman, F. Bäckhed, S.F. Oh, T. Vickery, B.A. Schmidt, C.N. Serhan. Infection regulates pro-resolving mediators that lower antibiotic requirements Nature, 484 (2012), pp. 524–528.
  • A. Pavlov, K.J. Tracey. The vagus nerve and the inflammatory reflex–linking immunity and metabolism. Nat. Rev. Endocrinol., 8 (2012), pp. 743–754.

O poder dos probióticos na proteção contra alergias: mito ou realidade?

Por: Ana Clara Matoso Montuori de Andrade (Doutoranda do Laboratório de Gnotobiologia e Imunologia – UFMG)
Editora Chefe: Liliane Martins dos Santos

As doenças alérgicas estão associadas a uma alteração do equilíbrio das respostas Th1/Th2 levando a ativação de células Th2 e liberação das citocinas IL-4, IL-5 e IL-13, além da produção de IgE. Sua prevalência tem aumentado nas últimas décadas de forma preocupante. Em geral, este aumento, que é comumente observado em países com um estilo de vida ocidental, tem sido atribuído a distúrbios na composição da microbiota, a melhora do saneamento (hipótese da higiene), ao aumento no uso de antibióticos, presença de ácaros no ambiente e mudanças no estilo de vida.

Apesar das causas desse fenômeno serem multifatoriais, estudos apontam para redução na intensidade e diversidade da estimulação microbiana como um dos principais fatores que promovem a anormal maturação imunológica pós-natal. Um dos estudos que dão embasamento a esta hipótese mostrou que crianças que desenvolvem doenças alérgicas tardiamente apresentam diferenças na composição e diversidade da microbiota intestinal nos primeiros meses de vida em comparação com as que não desenvolvem. Além disso, intervenções que buscam modular a microbiota intestinal têm se mostrado interessantes como uma estratégia de prevenção das alergias. Com isso, a utilização dos probióticos vem se tornando cada vez mais investigada e recentes evidências sugerem que os probióticos poderiam proporcionar benefícios preventivos e terapêuticos em doenças alérgicas.

Embora os mecanismos exatos por trás da ação antialérgica dos probióticos permaneçam obscuros, vários componentes potenciais desta resposta já foram destacados. A administração de probióticos altera drasticamente o microambiente intestinal promovendo uma mudança na microbiota e na secreção de citocinas, podendo modular receptores do tipo Toll e as proteínas de reconhecimento de proteoglicanos dos enterócitos, levando a ativação de células dendríticas e da resposta Th1 cuja estimulação resultante das citocinas pode suprimir as respostas Th2. Além disso, a estimulação do aumento dos níveis de IgA e das respostas de células B e T alérgeno específicas promovida por probióticos também favorece a modulação das doenças alérgicas. Pesquisas recentes também demonstraram que a interação entre bactéria e hospedeiro pode induzir a expansão de células T reguladoras e a expressão de citocinas imunomoduladoras como IL-10 e TGF-β.

Atualmente, a Organização Mundial de Alergia (WAO) recomenda uso de probióticos em mulheres grávidas com alta chance de terem uma criança alérgica, em mulheres que amamentam bebês com alto risco de desenvolverem alergias e nos próprios bebês. A maioria dos probióticos utilizados pertencem aos gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium e estão presentes em abundância em laticínios como iogurtes e leites fermentados. Além disso, com sua popularização, as pessoas têm buscado cada vez mais a suplementação com probióticos vendidos em sachês ou cápsulas com uma maior concentração e/ou variedades de cepas.

1

A indústria de probióticos tem crescido e faturado bastante nos últimos tempos com a venda desses produtos que muitas vezes são divulgados como “milagrosos” e, de fato, seus produtos são bastante prescritos no caso de algumas distúrbios como doenças gastrointestinais. No entanto, o papel dos probióticos na prevenção e tratamento das doenças alérgicas ainda é controverso. Apesar disso, são amplamente comercializados diversos produtos, inclusive de uso nasal, contendo probióticos e anunciados como sendo eficazes no combate a alergias.

 

2
Produtos probióticos anunciam a proteção contra doenças alérgicas apesar da falta de comprovação científica

Apesar de existirem evidências em modelos animais indicando que a administração de certos probióticos podem modular respostas alérgicas, até agora as recomendações para utilização em humanos são condicionais e baseadas em evidências de baixa qualidade. Existe uma série de estudos clínicos independentes e numerosas revisões que analisam a eficácia da terapia probiótica para prevenção e tratamento de doenças alérgicas. Por exemplo, muitos ensaios clínicos têm abordado o efeito de probióticos na prevenção de manifestações a curto prazo de doenças alérgicas como eczema e eczema associado a IgE e as preparações probióticas utilizadas geralmente incluem cepas de lactobacilos e bifidobactérias sozinhas ou em combinação. Estudos que avaliaram crianças de até 24 meses de idade mostraram que o tratamento com os probióticos reduziram o risco de eczema quando tomado pelas mães no último trimestre da gravidez ou durante a amamentação, mas não quando tomados apenas pelos bebês. Em um outro trabalho recente pesquisas mostraram que uma combinação de probióticos melhorou a qualidade de vida de pacientes com rinoconjutivite específica de estações que favorecem alergias.

Resultados positivos a longo prazo em doenças alérgicas, que incluem por exemplo doenças respiratórias ou alimentares, também têm sido reportados em alguns casos, mas muitos ainda continuam em observação. Pesquisas recentes indicaram que o tratamento com probióticos nas fases pré-natal e pós-natal reduzem o risco de qualquer sensibilização, inclusive alimentar. O tratamento somente pré-natal ou somente pós-natal não influenciou o risco de sensibilização. Os pesquisadores concluíram que ainda há necessidade de estudos que avaliem os efeitos dos probióticos para a prevenção da alergia alimentar utilizando avaliações objetivas, isto é, desafios alimentares. Da mesma forma, as evidências no caso de doenças alérgicas respiratórias em humanos também são baixas. No entanto, existem evidências em modelos animais indicando que a administração de certos probióticos podem modular respostas alérgicas no trato respiratório. Por exemplo, em um estudo foi avaliado o efeito do tratamento de seis cepas de probióticos em camundongos com inflamação alérgica pulmonar induzida por ovalbumina (OVA). Os pesquisadores observaram uma diminuição na resposta à metacolina, redução no número de eosinófilos no lavado broncoalveolar e redução de IgE e IgG1 OVA-específica nos camundongos tratados com as cepas Bifidobacterium breve M-16V e Lactobacillus plantarum NumRes8 e redução de IL-4, IL-5 e IL-10 nos camundongos tratados com B. breve M-16V em comparação com os camundongos não tratados.

Apesar das evidências atuais em humanos não serem suficientes para comprovar o papel dos probióticos na prevenção de doenças alérgicas a não ser no eczema, essas evidências também não excluem a possibilidade da sua utilização. No entanto, muitos estudos ainda são necessários para examinar este papel em alergias respiratórias e alimentares.

 

Referências

HOUGEE, S.; VRIESEMA, A. J.; WIJERING, S. C.; KNIPPELS, L. M.; FOLKERTS, G.; NIJKAMP, F. P.; KNOL, J.; GARSSEN, J. Oral treatment with probiotics reduces allergic symptoms in ovalbumin-sensitized mice: a bacterial strain comparative study. Int.Arch.Allergy Immunol., v. 151, n. 2, p. 107-117, 2010.

TANG, R. B.; CHANG, J. K.; CHEN, H. L. Can probiotics be used to treat allergic diseases? J.Chin Med.Assoc., v. 78, n. 3, p. 154-157, 2015.

Smith-Norowitz, T.A., Bluth, M.H. Probiotics and diseases of altered IgE regulation: a short review.J Immunotoxicol. 2015;:1–5.

Forsberg, A., West, C.E., Prescott, S.L., Jenmalm, M.C. Pre- and probiotics for allergy prevention: time to revisit recommendations? CLINICAL AND EXPERIMENTAL ALLERGY. 2016.

Cordina, C., Shaikh, I., Shrestha, S. et al, Probiotics in the management of gastrointestinal disease: analysis of the attitudes and prescribing practices of gastroenterologists and surgeons. J Dig Dis. 2011;12:489–496.

Jennifer C Dennis-Wall, Tyler Culpepper, Carmelo Nieves, Cassie C Rowe, Alyssa M Burns, Carley T Rusch, Ashton Federico, Maria Ukhanova, Sheldon Waugh, Volker Mai, Mary C Christman, Bobbi Langkamp-Henken. Probiotics ( Lactobacillus gasseri KS-13, Bifidobacterium bifidum G9-1, and Bifidobacterium longum MM-2) improve rhinoconjunctivitis-specific quality of life in individuals with seasonal al. The American Journal of Clinical Nutrition, 2017; 105 (3): 758.

 

A complexidade da ação dos Interferons exemplificada por um gene

Por Daniel Mansur, MIP, PPG Farmacologia, Universidade Federal de Santa Catarina

 

Os interferons do tipo I (IFN-I) foram descobertos há mais 60 anos por Isaacs and Lindenmann. A propriedade que biológica que chamou a atenção foi a capacidade de inibir a replicação do virus influenza em membrana cório-alantoide de ovos embrionados de galinha (Isaacs and  Lindenmann, 1957). Nomeamos essa capacidade de inibir a replicação dos vírus como “estado antiviral” e os agentes efetores deste efeito foram nomeados genes estimulados por interferons, ou ISGs.  Durante a década de 80 vários desses ISGs tiveram seu mecanismo de ação parcialmente elucidados. No entanto, sabemos que os interferons tem efeitos pleiotrópicos, afetando processos celulares diversos (Borden et al., 2007).  Os genes que levam a essas diversas ações são também chamados de ISGs e logo, não necessitam ter uma ação antiviral.

 

Recentemente, o ISG15 tem ganhado atenção por nos mostrar a diversidade e complexidade dos processos mediados pelos IFN-I de uma maneira bem interessante. O ISG15 é  uma proteína que foi descoberta ainda no final dos anos 70 e posteriormente caracterizada como como sendo secretada e capaz de induzir os mais diversos efeitos em células vizinhas. No entanto ISG15 também é capaz de se ligar a diversas outras proteínas celulares e virais modificando sua função. Estruturalmente, ISG15 é similar a ubiquitina e necessita da mesma cascata de três enzimas (E1-ativação, E2-conjugação e E3-ligação). Este processo ficou conhecido como “ISGylation” (ISGlação, na falta de um nome melhor) (Santos e Mansur, 2017 in print).

 

A ISGlação logo se tornou o aspecto mais explorado de ISG15 e suas outras funções passaram a próxima década deixadas de lado. Nesse tempo os mais diversos estudos foram conduzidos utilizados animais deficientes para ISG15. Esses animais são susceptíveis a diversas infecções virais como por Vaccinia e Influenza (Guerra et al 2008; Morales et al, 2016). Em 2012, Bogunovic e colaboradores descobriram pessoas deficientes para ISG15. Ao contrário das expectativas baseadas em estudos anteriores, os indivíduos não apresentaram uma maior susceptibilidade a infecções virais. Surpreendentemente,  estas pessoas desenvolveram uma forma grave de micobacteriose após a imunização com a vacina BCG. Interessantemente, apesar da função de ISGlação da ISG15 estar intacta, a susceptibilidade à infecção bacteriana foi correlacionada com um defeito na sua capacidade de induzir a produção interferon gama em células NK (Bogunovic et al, 2012). Ou seja, a ISG-15 mutante encontrada nestes pacientes apresenta um defeito na sua forma solúvel.

 

Alguns anos depois um outro nível de complexidade envolvendo ISG15 veio a tona. A falta de ISG15 em humanos leva a desestabilização de outra proteína, USP18, essencial para regulação negativa dos interferons. Este efeito não é compartilhado pela ISG15 murina (Zhang et al, 2015;  Speer et al, 2016). Resumindo, humanos deficientes para ISG15 (se alguma coisa) são mais resistentes a infecções virais, pois são capazes de sustentar uma resposta antiviral por mais tempo. Quais as funções reguladoras de ISG15 solúvel? Em meu lab, estamos interessados em investigar os mecanismos de regulação de ISG15 durantes infecções virais. Em colaboração com André Báfica, estamos tentando compreender quais as conexões entre as respostas virais e micobacterianas, reguladas por ISGs.

 
A história e função da ISG15 é um excelente exemplo para nos lembrar de dois fatos: (1) conceitos mudam, só porque um gene é induzido por interferons ele não é necessariamente antiviral e (2) qualquer modelo tem suas limitações que devem ser criticamente consideradas. O ponto 2 é extremamente importante. A autocrítica ajuda a evitar com que nós descubramos uma bala mágica por mês, curando infecções e acabando com o câncer, o que a longo prazo pode levar ao descredito da ciência pelo publico (afinal de contas, eles já não curaram isso no ano passado?).  Uma dica do Dobzhansky para sempre levarmos em consideração ao desenharmos nossos estudos: nada faz sentido na biologia a não ser a luz da evolução.  

Old dog, new tricks: “Cluster signaling” de IL-6 promove diferenciação de Linfócitos Th17 patogênicos

Por:Bruna C. Bertol e Mouzarllem B. dos Reis (Doutorandos IBA – FMRP/USP)

Editora Chefe: Vanessa Carregaro

A polarização de linfócitos T CD4+ para o perfil helper é de extrema importância no início de uma resposta imunológica adaptativa, visto que linfócitos T naïve expostos à TGF-β, ubiquamente presente nas respostas imunes, polariza estes linfócitos para um perfil regulador (Células Treg). Nesse sentido, a montagem de respostas imunes mediadas por subtipos de linfócitos T CD4+ precisa de estímulos que bloqueiam a transcrição de Foxp3 e ao mesmo tempo ative fatores de transcrição que são as assinaturas gênicas dos distintos subtipos T e que, em conjunto, atuem na montagem das respostas. No caso do subtipo Th17, a citocina IL-6 tem papel primordial na polarização desta subpopulação. A sinalização de IL-6 na célula é mediada por dois mecanismos já conhecidos. No primeiro, a IL-6 solúvel se liga na célula-alvo por meio de dois receptores: IL-6Rα e gp130, em uma proporção estequiométrica de 2:2:2 para que ocorra o início de uma mobilização intracelular. No outro mecanismo de sinalização, a IL-6 unida a IL-6Rα é liberada de maneira solúvel, e este complexo se liga, então, às células gp130+, desencadeando resposta em estímulo a IL-6. Uma vez sob estímulo desta citocina, linfócitos T, juntamente com TGF-β, polarizam células T naïve para o perfil Th17. Assim, IL-6 bloqueia a transcrição de (Foxp3) ao mesmo tempo em que induz a expressão de RORγT, promovendo a transcrição subseqüente de IL-17. Entretanto, não se sabe se a repressão de Foxp3 e produção de IL-17 são eventos concomitantes ou totalmente independentes da IL-6. Nesse contexto, Heink e colaboradores[1] caracterizaram que a principal fonte celular de IL-6 na indução de células Th17 no modelo de encefalite autoimune experimental (EAE) é por células dendríticas (DC) CD11b+Sirpα+CD103SinglecH. A depleção dessas células promoveu aumento de IFN-γ e diminuição da expressão de IL-17 pelos linfócitos T, afetando o desenvolvimento da doença, concluindo que a IL-6 derivada de DCs é essencial para a resposta de linfócitos Th17 patogênicos na EAE. Interessante que a inibição da expressão do FOXP3 por IL-6 foi mediada por outras fontes celulares. No entanto, animais cujas DCs não expressavam IL-6 (e que, portanto, são resistentes a EAE) apresentaram um atraso na fosforilação de STAT3, favorecendo um fenótipo característico de células Th1, mesmo em condições polarizantes para Th17. Porém a expressão de Foxp3 manteve-se inibida nesses linfócitos, sugerindo, então, que, os efeitos mediados pela IL-6 sobre linfócitos T são de fato eventos independentes.

Foi verificada a existência de um processo de trans-apresentação de IL-6 por parte das DCs aos linfócitos T, que requer a expressão da cadeia α do receptor para IL-6, o IL-6Rα . Durante contato célula-célula, a IL-6 produzida interage com o IL-6Rα e é formado um complexo IL-6-IL-6R que se liga à gp130 presente na membrana do linfócito T, um processo denominado de “cluster signaling” ou cluster sinalização. Assim, a DC produz sua própria IL-6 e endocita o receptor IL-6Rα juntamente com a citocina. Interessante que os linfócitos T são capazes de responder a “cluster signaling” mesmo sem a expressão de IL-6Rα, visto que as células T expressam gp130. A cluster sinalização depende do reconhecimento antígeno-específico por parte dos linfócitos T, isto é, os linfócitos T respondem a cluster sinalização somente quando reconhecem de maneira específica o complexo peptídeo-MHC expresso na superfície da CD. Finalmente, foi evidenciado que o desenvolvimento de linfócitos Th17 patogênicos, bem como o desenvolvimento de EAE, dependem da cluster sinalização, ao passo que a supressão de Foxp3 mediada por IL-6 de diferentes fontes celulares, depende da sinalização clássica da IL-6, o que novamente demonstra ações independentes de IL-6 sobre a diferenciação de linfócitos T(figura 1).

Fig 2

Figura 1.Modelos de sinalização de IL-6 que regulam a diferenciação de células TH17 e Treg Foxp3+. A) A sinalização clássica de IL-6 envolve a expressão do receptor IL-6Rα e gp130 por parte da célula-alvo. Nesta sinalização, IL-6 livre (sIL-6) se liga primeiro a IL-6Rα, e este complexo sIL-6-IL-6R se associa a gp130. A trans-sinalização de IL-6 exige apenas a expressão de gp130 na célula-alvo. Tem-se a liberação do receptor IL-6Rα na forma solúvel que se associa com sIL-6 e este complexo solúvel por sua vez, interage com gp130. Na “cluster signaling”, gp130 presente na membrana da célula-alvo é ativada pelo complexo IL-6 e IL-6Rα na membrana da célula dendrítica (CD). B) Efeito de diferentes fontes de IL-6 e diferentes modelos de sinalização: A “cluster signaling” promovida pela CD dirige a diferenciação de linfócitos TH17 patogênicos de uma maneira antígeno-específica, ao passo que a IL-6 de outras fontes que não CD suprime a diferenciação de Treg Foxp3+pela sinalização clássica de IL-6 [2].

REFERÊNCIAS

[1]Heink, S. et al. Trans-presentationof IL-6 bydendriticcellsisrequired for theprimingofpathogenic TH17 cells. NatureImmunology, 2017 Jan;18(1):74-85.

[2] Quintana, FJ. Olddog, new tricks: IL-6 cluster signalingpromotespathogenic TH17 celldifferentiation.NatureImmunology, 2016 Dec 16;18(1):8-10.