Linfócito T folicular: uma gordurinha ajuda a inflamar

 

Por Isabel Guerra e Bruno Marcel (doutorandos IBA/FMRP-USP)

Editora: Luciana Benevides

 

Aterosclerose é uma doença inflamatória das regiões sub-endoletiais das artérias, que causa uma limitação do fluxo sanguíneo, e está entre as principais causas de morte no mundo. A doença é caracterizada por inflamação, acúmulo de lipídeos, morte celular e fibrose. Além do papel essencial da hiperlipidemia na aterogênese, já foi demonstrado um papel importante de células do sistema imune no desenvolvimento da aterosclerose1.

Macrófagos e células dendríticas (CDs) reconhecem lipídeos como os ácidos graxos saturados de cadeia longa e lipoproteína de baixa densidade modificada (LDL) através de receptores Toll-like (TLRs) e scavangers, que secretam citocinas inflamatórias e quimiocinas. Além disso, os linfócitos do perfil Th1 tem um papel importante no desenvolvimento da aterosclerose2. Todos esses eventos contribuem para o agravamento da inflamação vascular.

Estudos já demonstraram que há uma maior incidência de aterosclerose entre os pacientes com distúrbios autoimunes sistêmicos; incluindo psoríase, artrite reumatóide e lúpus eritematoso sistêmico (LES), todas conhecidas por serem mediadas por células T auto-reativas3-5. Apesar da evidente associação entre aterosclerosee LES, que tem uma resposta mediada por linfócitos T foliculares (Tfh), pouco se sabe como o ambiente aterogênico é capaz de modular o desenvolvimento de respostas de células Tfh auto-imunes in vivo.

Esse trabalho6 demonstrou pela primeira vez que o ambiente aterogênico induz o aumento da produção de mediadores lipídicos circulantes, que podem interagir com receptores TLR-4 em células dendríticas, deixando essas células metabolicamente mais ativas e induzindo a produção de citocinas como IL-6 e IL-27. Essas citocinas por sua vez aumentam a frequência de linfócitos T foliculares, do subtipo CXCR3+CCR6-. Além do aumento em número, essas células apresentam uma alteração do seu perfil transcricional, aumentando a expressão de genes que estão associados com inflamação, desenvolvimento e manutenção do lúpus. Além disso, essas células induzem uma maior produção de anticorpos, principalmente do tipo IgG2c (Figura 1). Todos esses eventos contribuem para o agravamento do lúpus experimental.

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Figura 1. Condições aterogênicas ativam a secreção de IL-27 e IL-6 em células dendríticas CD11b+ de forma dependente de TLR4. IL-27 ativa a via de sinalização de STAT1 e STAT3 em células T, aumentando assim o número de células TFH CXCR3+, enquanto suprime células TFR . As células TFH CXCR3+, por sua vez, estimulam a diferenciação de células B autorreativas em plasmócitos secretores de IgG2c, e esses autoanticorpos IgG2c patogênicos exacerbam o lúpus.

Referências

      1. Weber, C. & Noels, H. Atherosclerosis: current pathogenesis and therapeutic options. Nat. Med. 17, 1410–1422 (2011).

  1. Danzaki, K. et al. Interleukin-17A deficiency accelerates unstable atherosclerotic plaque formation in apolipoprotein E-deficient mice. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 32, 273 (2012).
  2. Goodson, N., Marks, J., Lunt, M. &Symmons, D. Cardiovascular admissions and mortality in an inception cohort of patients with rheumatoid arthritis with onset in the 1980s and 1990s. Ann. Rheum. Dis. 64, 1595–1601 (2005).
  3. Kimball, A. B. et al. Cardiovascular disease and risk factors among psoriasis patients in two US healthcare databases, 2001–2002. Dermatology 217, 27–37 (2008).
  4. Roman, M. J. et al. Prevalence and correlates of accelerated atherosclerosis in systemic lupus erythematosus. N. Engl. J. Med. 349, 2399–2406 (2003).
  5. Ryu, H. et al. Atherogenic dyslipidemia promotes autoimmune follicular helper T cell responses via IL-27. Nat Immunol. Jun;19(6):583-593 (2018).

Tfh: uma célula cheia de atitude

Tfh

A geração sistêmica de memória imunológica passa necessariamente pelas mãos do linfócito B. Esse, por sua vez, conta com ajuda essencial do linfócito T folicular (Tfh), um provedor especializado em ativar a célula B a se perpetuar como B de memória e célula produtora de imunoglobulinas. Além de induzir a formação de centros germinativos em órgãos linfoides, a Tfh os mantém, regulando a diferenciação de células B. Apesar dos desacordos na literatura a respeito da identidade dessa célula, não se pode negar sua plasticidade e sua característica em se comportar como outras subpopulações de T auxiliar, seja na expressão de receptores, seja na produção de citocinas.

Desde o início dos anos 2000, Tfh é foco de estudos em doenças autoimunes visto que, uma de suas funções, é gerar respostas de anticorpos de alta afinidade e de longa duração. Mas sua caracterização tem sido frequente em outras patologias, como na malária, por exemplo. Não obstante tenha sido proposto que a expansão das células Tfh antígeno-específicas, a produção de interleucina-21 e a formação do centro germinativo estão associadas à proteção contra a malária em camundongos, permanece desconhecido o fato de Tfh desempenhar ou não funções durante a infecção por Plasmodium vivax. Em estudo recente, desenvolvido em região endêmica de malária, foi observado que a infecção por P. vivax desencadeia produção de IL-21 e aumento das Tfh circulantes. Como esperado, Tfh induziu produção de imunoglobulinas por células B naives. Somado a isso, a infecção por P. vivax alterou o compartimento das células B e essas alterações foram dependentes do número de infecções anteriores. À primeira exposição, os pacientes tiveram proporções aumentadas de células B de memória ativada e atípica e proporções diminuídas das células B de memória clássica, enquanto que os pacientes que passaram por múltiplos episódios, apresentam o inverso, proporções mais baixas de células B atípicas e mais altas de célula B de memória clássica. Nesse trabalho, pacientes com mais de cinco infecções apresentaram mais células Tfh e produziram anticorpos específicos.

Existe forte interesse em aproveitar as células Tfh para melhorar estratégias de vacinação. No geral, observamos avanços nesse campo, entretanto há muito a aprender sobre a biologia celular das Tfh no interesse de aplicar esse conhecimento às necessidades biomédicas.

Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5519210/

 

Referências

  1. Figueiredo MM, Costa PAC, Diniz SQ, Henriques PM, Kano FS, Tada MS, et al. (2017) T follicular helper cells regulate the activation of B lymphocytes and antibody production during Plasmodium vivax PLoS Pathog 13(7): e1006484. https://doi.org/10.1371/journal. ppat.1006484.
  2. Crotty Shane (2014). T follicular helper cell differentiation, function, and roles in disease. 2014 October 16; 41(4): 529–542. doi:10.1016/j.immuni.2014.10.004.

Escrito por Maria Marta Figueiredo (pos-doc na Universidade Federal de Minas Gerais)

Micróglia: você não está sozinha

 

Por Mouzarllem Barros e Bruno Marcel (doutorandos IBA/FMRP-USP).

Editora: Luciana Benevides

 

Os organismos dotados de sistema imunológico geralmente apresentam sítios imunoprivilegiados. Isto ocorre no intuito de preservar sítios anatômicos importantes para a vida, dos efeitos deletérios de um possível resposta inflamatória intensa. Dentre estes, incluem por exemplo, os testículos, córnea, útero e, até então se pensava, que o Sistema Nervoso Central (SNC) também fazia parte desse clube. Trabalhos da década de 20 demonstraram que o cérebro de camundongos, ao receber transplantes de sarcoma de outras espécies, não rejeitava os transplantes [1]. No entanto, em um contexto de doença inflamatória, o SNC não é um sítio tão privilegiado assim. Há a intensa migração de linfócitos autorreativos para o cérebro e uma intensa atividade inflamatória (acredita-se que esta migração ocorra devido o aumento da permeabilidade da barreira hematoencefálica) [2]. Trabalhos de 2015 demonstraram ainda que a dura-máter é irrigada por terminações de vasos linfáticos com função de drenagem para a concentração de antígenos nos linfonodos periféricos [3]. Ou seja, existe uma contradição no que se sabe sobre o SNC: até que ponto ele é imunoprivilegiado? Em qual contexto as células imunológicas conseguem migrar para este sítio anatômico? Qual as populações celulares são residentes no encéfalo?

Diante de tal desafio, Mrdjen e colaboradores [4], utilizando a técnica de citometria de massas [5], caracterizaram as populações de células imunológicas no cérebro em diversos contextos: homeostase, envelhecimento e doenças neuro-inflamatórias. Os autores mostraram que o SNC de camundongos em homeostase, é composto por linfócitos T, linfócitos B, monócitos, diferentes subpopulações de células dendríticas, macrófagos associados a borda (BAMs) e micróglias, sendo estas últimas as que estão em maior quantidade (mais de 80%). Pela primeira vez foi definido, de acordo com a expressão de marcadores de superfície, fator de transcrição e tempo de repovoamento, que os BAMs são populações diferentes das micróglias. Essa população de macrófagos foi ainda subdividida em quatro subpopulações, de acordo com a expressão de CD38, CCR2 e MHCII. Além disso, células dendríticas, que tem um papel importante na imunovigilância do SNC também foram identificadas e subdivididas em três populações: células dendríticas convencionais, do tipo 1 e plasmocitóides.

Em contrapartida, durante o envelhecimento, ou em modelo animal de Alzheimer, existe um aumento de linfócito T no SNC, e cerca de 15% das micróglias apresentaram modificações no perfil de ativação, se tornando mais reativas. Ainda, utilizando o modelo de encefalomielite autoimune experimental, foi observado um aumento de células dendríticas derivadas de monócitos, linfócitos T, monócitos inflamatórios LYChigh e células dendríticas convencionais no SNC. Corroborando com dado anterior, 95% das micróglias apresentaram modificações no perfil de ativação (Figura 1). Esse foi o primeiro estudo a identificar e subdividir diferentes células do sistema imunológico no SNC em diferentes condições. Identificar essas células, bem como suas subpopulações pode ajudar a entender os problemas associados com doenças neurodegenerativas e neuroinflamatórias.

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Figura 1. Desenho esquemático da distribuição de células imunológicas no sistema nervoso central de acordo com homeostase, idade e doenças neuro-inflamatórias.

(Mrdjen et al., 2018).

 

Referências

  1. Murphy BYJB. Conditions determining the transplant ability of tissues in the brain. J Exp Med. 1923;
  2. Schreiner B, Heppner FL, Becher B. Modeling multiple sclerosis in laboratory animals. Semin Immunopathol. 2009;31: 479–495. doi:10.1007/s00281-009-0181-4
  3. Louveau A, Smirnov I, Keyes TJ, Eccles JD, Rouhani SJ, Peske JD, et al. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. 2015;523: 337–341. doi:10.1038/nature14432
  4. Subsets M, Mrdjen D, Pavlovic A, Hartmann FJ, Merkler D, Greter M, et al. High-Dimensional Single-Cell Mapping of Central Nervous System Immune Cells Reveals Distinct Resource High-Dimensional Single-Cell Mapping of Central Nervous System Immune Cells Reveals Distinct Myeloid Subsets in Health , Aging , and Disease. Immunity. Elsevier Inc.; 2018;48: 380–395.e6. doi:10.1016/j.immuni.2018.01.011
  5. Spitzer MH, Nolan GP. Mass Cytometry: Single Cells, Many Features. Cell. Elsevier Inc.; 2016;165: 780–791. doi:10.1016/j.cell.2016.04.019.

 

Good News – Agora sabemos o que deixa o coração duro!

Post por: Paula Viacava e Robson Kriiger Loterio (doutorandos IBA -FMRP/USP)

Editora: Luciana Benevides

A insuficiência cardíaca representa um importante problema de saúde mundial, responsável por ¼ das mortes em países desenvolvidos. Os pacientes são divididos em grupos que apresentam problemas com a sístole (contração), o quadro mais prevalente, ou problemas com diástole HFpEF (relaxamento), tema que não recebeu muita atenção nas últimas décadas.

Até o momento se sabe que cerca de 10% das células do coração são macrófagos. Geralmente estão envolvidos na reciclagem da matriz extracelular e monitoram a homeostase do microambiente2. Essas características também são importantes no desenvolvimento de doenças. Em uma situação de lesão cardíaca, esse tipo celular prolifera, além de haver recrutamento de monócitos para o tecido lesionado.

Visto que essa célula não é muito estudada em doenças cardíacas, o objetivo desse artigo foi investigar a origem e o papel dos macrófagos na disfunção da diástole. Para isso, utilizaram dois modelos animais bem caracterizados para estudar essa disfunção cardíaca: o primeiro, conhecido como SAUNA, uma combinação do aumento de sódio na água, nefrectomia unilateral e injeções de aldosterona. O segundo com animais idosos, entre 18 e 30 meses. Os autores observaram que nesses modelos houve aumento de macrófagos cardíacos, assim como em biópsias de pacientes com hipertensão e HFpEF. Além disso, foi possível observar um aumento de células imunes no sangue e da hematopoese pela medula óssea e pelo baço. Ao investigarem as mudanças fenotípicas dos macrófagos, encontraram uma maior expressão de IL-10. Os autores mostraram que a citocina IL-10 produzida principalmente pelos macrófagos cardíacos age de maneira autócrina nos próprios macrófagos induzindo a produção da osteopontina (OPN), a qual causa a ativação e diferenciação dos fibroblastos cardíacos, causando fibrose e endurecimento do tecido cardíaco. Esse papel da IL-10 foi comprovado ao utilizarem animais onde os macrófagos não produziam essa molécula. Nesse caso, os sintomas da disfunção da diástole foram reduzidos nesses animais. Por fim, essa pesquisa demonstrou a importância dos macrófagos cardíacos e os tornou possíveis alvos terapêuticos contra disfunções cardíacas (Figura 1).

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Figura 1. Recrutamento, expansão e papel dos macrófagos cardíacos durante o desenvolvimento de disfunções diastólicas. HSPCs: células progenitoras hematopoiéticas; ROS: espécies reativas de oxigênio; MMPs: metaloproteinases; OPNs: osteopontina. (Adaptada de Hulsmans et al., 2018).

Referências

  1. Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2008: the Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure 2008 of the European Society of Cardiology. Eur Heart J. 2008; 29 (19): 2388-442.
  2. Hendrik et al. Proliferation and recruitment contribute to myocardial macrophage expansion in chronic heart failure. Circulation Research july 2016. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.309001
  3. Hulsmans et al., Cardiac macrophages promote diastolic dysfunction. JEM (2018), DOI: https://doi.org/10.1084/jem.20171274.

O inimigo pode estar dentro de nós: Intestino fraco, bactérias escapam provocando autoimunidade

Por: Leonardo Lima e Paula Viacava (doutorandos-iBA/ FMRP-USP)

Editora: Luciana Benevides

 

O Lúpus eritematoso sistêmico (LES) é uma doença autoimune sem cura, multifatorial, crônica, de etiologia desconhecida, com predisposições genéticas e influências ambientais, que afeta cerca de 5 milhões de pessoas no mundo, geralmente mulheres, podendo apresentar complicações graves levando até mesmo a morte. Embora estudos recentes mostrem que as bactérias comensais intestinais podem residir em tecidos linfoides gastrointestinais de indivíduos saudáveis, não está claro se a translocação bacteriana está envolvida com o quadro de autoimunidade sistêmica (1). Evidências crescentes sugerem que a microbiota intestinal pode afetar os sintomas e a progressão de algumas doenças autoimunes. No entanto, como e porquê a microbiota influencia o LES ainda precisa ser elucidado. O primeiro relato descrevendo uma disbiose intestinal associada ao LES aconteceu apenas em 2014 e, no ano passado, reumatologistas já relataram o papel da disbiose bacterina influenciando a resposta ao LES (2,3).

Neste contexto, os autores do trabalho (4) observaram que a depleção de bactérias Gram-positivas, em camundongos que desenvolvem espontaneamente LES, acarretou em uma menor produção de autoanticorpos e de outros antígenos associados ao LES, o que se correlacionou com uma maior sobrevivência dos animais. Adicionalmente, eles observaram que estas bactérias gram-positivas, aumentavam a permeabilidade da barreira intestinal e a translocação bacteriana a níveis sistêmicos.

Em seguida, foi revelado que uma bactéria denominada Enterococcus gallinarum, encontrava-se, sistemicamente, em 82% dos animais com LES. Ainda mais, esta bactéria translocava do intestino para outros órgãos apenas em humanos e camundongos com alguma predisposição ao LES, mas não em indivíduos e animais saudáveis. Para comprovar que a possível bactéria patogênica, E. gallinarum, era realmente importante para desenvolver os mecanismos patológicos associados ao LES, eles adicionaram esta bactéria no intestino de animais, e observaram que a colonização intestinal pela E. gallinarum aumentava a permeabilidade de barreira intestinal e a inflamação intestinal. Além disso, foi mostrado que hepatócitos murinos e humanos infectados com esta bactéria, expressavam auto-antígenos, os quais em combinação com a produção de auto-anticorpos, em organismos com predisposição ao desenvolvimento do LES, gerava a formação de imunocomplexos, e sua conseguinte deposição nos vasos, levando aos efeitos sistêmicos desta doença (Figura1).

Ainda não satisfeitos com o grande avanço em conhecimento do campo da interação entre microbiota, doenças autoimunes e mais especificamente o LES, os autores desenvolveram uma vacina com a bactéria E. gallinarum atenuada, e mostraram que o tratamento com a mesma levava a uma redução dos autoantígenos e anticorpos e uma conseguinte maior sobrevivência dos camundongos com elevada predisposição ao desenvolvimento de LES.

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Figura 1: Microbiota induzindo ou potencializando a resposta autoimune do LES (Imagem retirada do comentário do autor -https://www.youtube.com/watch?v=NKBcGuzfv_I)

Referências :

  1. Fung TC, Bessman NJ, Hepworth MR, Kumar N, Shibata N, Kobuley D, et al. Lymphoid-Tissue-Resident Commensal Bacteria Promote Members of the IL-10 Cytokine Family to Establish Mutualism. Immunity. 2016;44(3):634–46.
  2. Hevia A, Milani C, López P, Cuervo A, Arboleya S, Duranti S, et al. Intestinal dysbiosis associated with systemic lupus erythematosus. MBio. 2014;5(5).
  3. Neuman H, Koren O. The gut microbiota: A possible factor influencing systemic lupus erythematosus. Vol. 29, Current Opinion in Rheumatology. 2017. p. 374–7.
  4. Manfredo Vieira S, Hiltensperger M, Kumar V, Zegarra-Ruiz D, Dehner C, Khan N, et al. Translocation of a gut pathobiont drives autoimmunity in mice and humans. Science (80). 2018;359(6380):1156–61.

 

Os homens são de Marte, a Esclerose Múltipla é de Vênus… Culpa da IL-33?

Por Filipe Menegatti de Melo, PhD.

Pós-Doutorando do Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp)

 

Editor-chefe: Alexandre S. Basso.

 

A esclerose múltipla (MS), assim como seu modelo murino experimental (a Encefalomielite Autoimune Experimental – EAE), é uma doença autoimune caracterizada pela desmielinização do Sistema Nervoso Central (SNC), o que leva a uma série de déficits motores e cognitivos. Apesar da etiologia da doença ainda não estar completamente esclarecida, é consenso que MS/EAE é iniciada pela infiltração do SNC por células T CD4+ autorreativas contra antígenos da bainha da mielina; tais células T são principalmente de perfil Th1 e Th17. Ao longo do curso da doença, outras células são recrutadas, tais como neutrófilos, monócitos e células B [1, 2].

 

Assim como ocorre com outras doenças autoimunes, a MS apresenta uma incidência de 3 a 4 vezes maior em mulheres do que nos homens. Além disso, há diferenças entre a idade de aparecimento dos sintomas e do curso clínico da doença [3]. As mulheres costumam apresentar sintomas em idade mais precoce do que os homens e apresentam uma doença principalmente do tipo surto-e-remissão, enquanto os homens podem apresentar com mais frequência que as mulheres uma MS do tipo crônica-progressiva. Uma doença do tipo surto-e-remissão caracteriza-se por surtos que duram de dias a semanas; dependendo da área do SNC onde ocorre o ataque inflamatório, podem ocorrer sintomas de debilidades visuais, motoras ou mesmo perturbações autonômicas que comprometem o funcionamento da bexiga e do intestino. Na remissão, ainda observa-se certo grau de debilidade residual. Com o passar dos anos, as debilidades se acumulam e a doença deixa o padrão surto-e-remissão e se cronifica, além de progredir [4].

 

Ainda estão pouco claros os fatores que contribuem para essas diferenças entre homens e mulheres, havendo estudos que estabelecem relações com a dosagem do cromossomo X, diferenças na microbiota e nos hormônios sexuais [3]. No caso da influência hormonal, um artigo recentemente publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) pelo grupo da Professora Melissa A. Brown (Northwestern University Feinberg School of Medicine, Chicago) mostrou que a IL-33, cuja produção por mastócitos é regulada pela testosterona, é um fator de proteção contra MS/EAE em machos por contribuir para a diferenciação de uma resposta mielina-específica do tipo Th2 não-patogênica [5].

 

O grupo da Professora Brown utilizou o modelo de EAE em camundongos SJL, nos quais a incidência e o curso da doença são marcantemente diferentes entre animais machos e fêmeas. Nesse modelo de EAE, os animais são imunizados com peptídeo derivado da proteolipoproteina da mielina (PLP139-151) emulsificado em Adjuvante Completo de Freund (CFA). Inicialmente, o grupo observou que animais SJL fêmeas que desenvolviam ativamente a EAE após a imunização apresentavam células PLP139-151-específicas de perfil Th17 tanto nos linfonodos drenantes quanto infiltrando o SNC. Já os animais machos apresentavam células de perfil Th2 nos dois sítios, e não apresentavam sintomas da doença (ou apresentavam sintomas apenas das fases iniciais).

 

Em trabalho anteriormente publicado [6], o grupo observou que os machos SJL resistentes a EAE apresentavam acúmulo de células linfoides inatas do tipo 2 (ILC2s) tanto nos linfonodos drenantes do sítio de imunização quanto no SNC. Camundongos SJL machos que apresentavam mutação em c-kit (KitW/Wv), que apresentavam defeitos no desenvolvimento tanto de ILC2s quanto de mastócitos, desenvolviam resposta Th17 a apresentavam EAE. No artigo do PNAS, o grupo focou novamente nas ILC2s e observou que há um aumento discreto nas frequências dessas células nos linfonodos drenantes de machos imunizados com CFA+PLP139-151 em comparação com as fêmeas (análise realizada 6 dias após a imunização); essa diferença se mostrou muito mais marcante na análise do SNC no 14º dia de imunização (pico da EAE), sendo que a frequência de ILC2s no SNC de machos era entre 3 e 4 vezes maior do que a frequência das mesmas células no SNC das fêmeas (normalizada pelo total de células CD45high). Apesar dessas diferenças, os autores não encontraram diferenças significativas entre as frequências de precursores de ILC2s tanto na medula quanto no timo de machos e fêmeas, ou mesmo nas frequências dessas células no steady state em alguns tecidos analisados. Ainda, ILC2s purificadas da medula óssea e re-estimuladas ex vivo apresentavam a mesma capacidade proliferativa e os mesmos níveis de expressão de IL-5, IL-13, IL-4 e IL-9, independente do sexo do qual provinham as células.

 

Os autores então se perguntaram se as diferenças de frequências de ILC2s entre machos e fêmeas na EAE não se deviam a uma menor expressão de IL-33 pelas fêmeas, sendo que essa citocina é um importante ativador das ILC2s. A expressão do receptor de IL-33 pelas ILC2s foi inclusive utilizada pelos autores do paper para diferenciar ILC2s de ILC1s (relacionadas a resposta Th1) e ILC3s (resposta Th17). ILC2s foram analisadas por citometria utilizando-se a seguinte estratégia de gate: CD45high Lin IL-7Rα+ e ST2+, sendo ST2 um dos componentes do receptor de IL-33; ILCs de outros tipos foram consideradas ST2.

 

Foi detectado por qPCR um aumento na expressão de IL-33 nos linfonodos drenantes, na medula espinhal e no cérebro de camundongos SJL machos no dia 6 pós-imunização. Esse aumento não for observado quando os animais foram injetados somente com CFA+PBS, mostrando que a produção de IL-33 acontecia somente após a indução de uma resposta de células T. Essa produção de IL-33 era realizada por mastócitos, uma vez que não foi observada nos animais KitW/Wv machos, e era restaurada quando esses animais mutantes recebiam transferência adotiva de mastócitos derivados de precursores de medula óssea. Analisando-se as populações celulares das meninges de machos e fêmeas 6 dias após a imunização, os autores observaram que não havia diferenças significativas nas frequências de mastócitos entre os sexos, porém havia maior frequência de mastócitos produtores de IL-33 nos machos e, individualmente, tais células também produziam mais IL-33 (conforme indicado por um maior MFI nas células dos animais machos).

 

Os autores então postularam que, se uma baixa expressão de IL-33 nas fêmeas era a responsável por uma resposta diminuída de ILC2s e, consequentemente, susceptibilidade a EAE, então o tratamento com essa citocina deveria proteger os animais fêmeas. De fato, o tratamento de diferentes grupos de fêmeas com diferentes doses de IL-33 (administrada pela via intraperitoneal) na fase pré-clínica da EAE promoveu uma atenuação dos sintomas de forma dose-dependente, com ausência de doença no grupo que foi tratado com 300ng de citocina. Tal proteção correlacionou-se com aumento nas frequências de ILC2s e células Th2 tanto nos linfonodos quanto no SNC. Além disso, o tratamento com IL-33 em animais já desenvolvendo a doença (score clínico de 1,5) impediu o surgimento de recidiva (nova fase de surto) cerca de 30 dias após a imunização, fenômeno que também estava correlacionado ao aumento de ILC2s no SNC e mudança no balanço Th2/Th17 das células T CD4+ infiltrantes (Figura 1).

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Figura 1: (F) Esquema de tratamento das fêmeas SJL desenvolvendo EAE (score 1,5) com IL-33; (G) Curvas de evolução clínica de EAE de fêmeas tratadas e não tratadas com IL-33; o período entre os dias 31 e 50 pós-imunização indica um fase de recidiva (novo surto); (H) Citometria de fluxo para análise de ILC2s infiltrantes do SNC no 33º dia pós-imunização; (I) Frequência das ILC2s normalizada pelo total de células CD45high do SNC no 33º dia pós imunização; (J) Análise de populações de células T CD4+ infiltrantes do SNC no 33º dia pós-imunização, produtoras de IL-4 e IL-17, por meio de marcação intracelular de citocina e análise por citometria de fluxo. Excerto da Figura 4 do artigo publicado por Russi et al, 2018 [5].

 

Finalmente, os autores foram avaliar se a testosterona poderia influenciar na expressão da IL-33 pelos mastócitos. Em primeiro lugar, verificou-se que tanto mastócitos de machos quanto de fêmeas expressavam o receptor de andrógeno (AR), não havendo diferenças entre os sexos na expressão do receptor pelos mastócitos derivados de medula, porém havendo uma expressão maior nos mastócitos peritoneais dos machos. Quando mastócitos de medula foram cultivados na presença de concentrações crescentes de testosterona, observou-se que havia um aumento dose-dependente na expressão de IL-33 apenas pelos mastócitos provenientes dos machos (efeito que era parcialmente revertido com uso de antagonista do AR, flutamida). Os autores, no entanto, não buscaram o mecanismo pelo qual essa produção se deu apenas nos machos (haja vista que a expressão de AR pelos mastócitos era semelhante entre os sexos) e apenas argumentaram que outros mecanismos adicionais (por exemplo, regulação da cromatina) podem explicar essa diferença. A expressão de IL-33 também só foi observada em mastócitos de medula de machos mesmo quando tais células foram ativadas com Mtb (extrato de M. tuberculosis desidratado) ou cross-linking dos receptores FcεRI com anticorpo anti-IgE, ao passo que os mastócitos de fêmeas produziram IL-1β e TNF em resposta aos mesmos estímulos.

 

Em resumo, os resultados do artigo permitem estabelecer o modelo do dimorfismo sexual de EAE em camundongos SJL que está esquematizado na Figura 2 abaixo. Em camundongos SLJ machos, a testosterona estimula a produção de IL-33 que, por sua vez, contribui para a ativação de ILC2s e outras células produtoras de citocinas como IL-4 e IL-13. Na presença dessas citocinas, a diferenciação de células T CD4+ mielino-específicas se dá em direção a um perfil Th2 não patogênico. No caso das fêmeas, a concentração de testosterona circulante reduzida estimula a produção de IL-1β e TNF pelos mastócitos e outras células, o que contribui para a geração de uma resposta Th17 patogênica.

 

Os autores argumentam também que a diminuição da testosterona com o envelhecimento pode ser, portanto, uma possível explicação para o aparecimento de MS em homens mais idosos. Além disso, os autores compararam os níveis de testosterona séricos dos camundongos SJL e dos camundongos C57Bl/6 e observaram que essa última linhagem produz menos testosterona do que os SJL, o que poderia ser uma possível explicação para o fato de, nos C57Bl/6, a EAE se desenvolver em machos e fêmeas (muito embora, nos camundongos C57Bl/6 machos, a EAE apareça de forma mais branda que nas fêmeas, sendo que os machos não atinjem o score clínico máximo). Finalmente, os autores argumentam que a IL-33 e outras terapias que estimulem a ativação de ILC2s (ou suprimam as outras ILCs) são estratégias promissoras para o tratamento da esclerose múltipla.

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Figura 2: Modelo proposto com base nos resultados do artigo. Figura 6 do artigo publicado por Russi et al, 2018 [5]. Descrição no texto.

 

Referências:

  1. Rangachari, M. and V.K. Kuchroo, Using EAE to better understand principles of immune function and autoimmune pathology. J Autoimmun, 2013. 45: p. 31-9.
  2. Nylander, A. and D.A. Hafler, Multiple sclerosis. 2012.
  3. Khalid, R., Contributing factors in multiple sclerosis and the female sex bias. Immunol Lett, 2014. 162(1 Pt A): p. 223-32.
  4. Steinman, L., Immunology of relapse and remission in multiple sclerosis. Annu Rev Immunol, 2014. 32: p. 257-81.
  5. Russi, A.E., et al., Male-specific IL-33 expression regulates sex-dimorphic EAE susceptibility. Proc Natl Acad Sci U S A, 2018. 115(7): p. E1520-e1529.
  6. Russi, A.E., et al., Cutting edge: c-Kit signaling differentially regulates type 2 innate lymphoid cell accumulation and susceptibility to central nervous system demyelination in male and female SJL mice. J Immunol, 2015. 194(12): p. 5609-13.

 

 

Vacinação in situ: a batalha final contra o câncer

 

Por: João Paulo Mesquita e Lucas Gabriel Rodrigues Venturini (doutorandos IBA-FMRP/USP)

Editora: Luciana Benevides

 

As células T específicas contra antígenos tumorais estão presentes no microambiente tumoral, e sua atividade pode ser modulada através de receptores co-estimuladores ou inibidores1. As estratégias mais atuais para o tratamentos de tumores envolvem a identificação do antígeno tumoral e o uso de engenharia genética para expressar receptores quiméricos em células T de pacientes com câncer contra esses antígenos pré-identificados. Uma outra abordagem envolve a utilização de anticorpos contra moléculas imuno-checkpoint, como PD-1 e CTL-4.

Alguns trabalhos já reportaram que a administração intratumoral de oligodesoxinucleotídeos ricos em CG (CpG), um ligante de TLR9, em combinação com outros agentes estimuladores podem promover uma forte resposta imune antitumoral2. Por sua vez, OX40 é uma molécula co-estimuladora expressa tanto em células T efetoras ativadas, quanto em células T reguladoras (Tregs). A sinalização de OX40 pode promover a ativação de células T efetoras e inibir a função de Tregs3.

O artigo de Barfi e colaboradores4 trouxe uma nova abordagem terapêutica alvejando o tratamento de diferentes tipos de tumores, utilizando moléculas já aprovadas em ensaios clínicos em humanos. Primeiramente, os pesquisadores observaram que a injeção intratumoral de CpG aumentou a expressão da molécula co-estimuladora OX40 em linfócitos T CD4+ efetores intratumorais em modelo experimental de linfoma de células B (A20). A expressão de OX40 em células T é dependente de células mielóides, uma vez que a depleção de células mielóides, aboliu a expressão de OX40 mediado pela injeção intratumoral de CpG. A administração de CpG foi capaz de induzir a secreção de citocinas, como IL-12, TNF e IFN-g.

Posteriormente foi avaliado se o tratamento combinado de CpG com anticorpo agonista de OX40 (tratamento combinado) teria um efeito anti-tumoral em modelo experimental de linfoma de células B em dois sítios diferentes, um sítio que recebeu o tratamento combinado e um outro sítio do tumor que não recebeu o tratamento (chamado de contra-lateral). O tratamento combinado apresentou um efeito sistêmico, diminuindo consideravelmente o volume tumoral em ambos os sítios e mantendo 100% de sobrevida dos animais. Esse efeito foi dependente de células T. Outros modelos experimentais utilizando outras linhagens tumorais como 4T1, CT26 e B16F10 apresentaram um efeito semelhante, com a redução do volume do tumor que recebeu o tratamento e no contra-lateral (que não recebeu o tratamento).

Para comprovar a especificidade antigênica do tratamento combinado foram induzidos 3 sítios de tumor, dois com a inoculação das células tumorais de linfomas A10 e um com carcinoma de cólon CT26, e após a aplicação do tratamento combinado em apenas um sítio tumoral (A10) observou-se uma diminuição do volume em ambos os sítios dessa linhagem tumoral, contudo não foi possível observar essa diminuição no CT26. O desenho experimental foi repetido novamente com 3 sítios de tumor, porém no sítio tumoral (que recebeu células tumorais A10+CT26) que recebeu o tratamento combinado foi possível observar uma diminuição do volume do tumor, enquanto os outros dois sítios que receberam as linhagens de células tumorais A10 e CT26 separadamente não apresentou redução do volume tumoral, demostrando que o tratamento é antígeno-específico (Fig. 1A).

Como o receptor OX40 pode ser expresso em células T efetoras e T reguladoras intratumorais, o grupo investigou se o mecanismo de ação do tratamento ocorria pela inibição/depleção de Tregs, pela ativação de células T efetoras ou por ambos. Com a depleção de células Tregs a combinação terapêutica perdeu a eficácia, concluindo que a redução na atividade supressora das Tregs, mas não a sua depleção, é importante para a eficácia terapêutica. Por fim, a combinação terapêutica promoveu uma ampla resposta imune antitumoral sistêmica, induzindo a infiltração de células mielóides, a ativação de células T CD8+ e Natural killer (NK) e inibição da função das Tregs (Fig. 1B)

Assim, este trabalho demonstrou que a combinação de um ligante de TLR com um anticorpo anti-OX40 pode curar múltiplos tipos de câncer e prevenir o desenvolvimento de câncer espontâneo experimental. Esses resultados abrem perspectivas para o desenvolvimento de uma nova abordagem terapêutica (vacinação in situ) em pacientes com linfoma e tumores sólidos.

Figura

Fig. 1. Vacinação in situ de CpG em combinação com anticorpo anti-OX40 reduz o tamanho de diferentes tumores. (A) Experimento realizado para demonstrar a especificidade da resposta antitumoral da combinação terapêutica. (B) Mecanismo de ação do tratamento combinado para controle de tumores envolvem a ativação de células T CD4+ e T CD8+ efetoras, células mielóides, Natural killer (NK) e inibição de células Tregs no tumor.

Referências:

  1. K. Staveley-O’Carroll, et al. Induction of antigen-specific T cell anergy: An early event in the course of tumor progression. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95, 1178–1183 (1998).
  2. A. P. Vicari, et al. Reversal of tumor-induced dendritic cell paralysis by CpG immunostimulatory oligonucleotide and anti–interleukin 10 receptor antibody. J. Exp. Med. 196, 541–549 (2002).
  3. K. Sugamura, N. Ishii, A. D. Weinberg, Therapeutic targeting of the effector T-cell co-stimulatory molecule OX40. Nat. Rev. Immunol. 4, 420–431 (2004).
  4. Sagiv-Barfi I. , et al. Eradication of spontaneous malignancy by local immunotherapy. Sci Transl Med. (2018).

Explicando reatividade cruzada com base na análise estrutural de complexos pMHC

Autor: Dinler Amaral Antunes, Bacharel em Biomedicina pela UFRGS, Mestrado e Doutorado pelo PPGBM/UFRGS e pós-doutorado pela Rice University (Texas/EUA).

 

Em um dos primeiros posts que fiz para o SBlogI, ainda em 2014, eu apresentei uma metodologia para agrupar complexos peptídeo-MHC (pMHC) de acordo com sua similaridade estrutural [1]. A ideia central era utilizar este método para predizer reatividade cruzada de linfócitos T. Reatividade cruzada se refere a capacidade de um linfócito T reconhecer outros complexos pMHC não relacionados (heterólogos), além do pMHC para o qual o linfócito foi inicialmente estimulado (alvo cognato) [2]. Várias bases moleculares foram propostas para explicar reatividade cruzada, incluindo mímica molecular, reconhecimento alternativo e até a ocorrência de dois receptores (TCR) diferentes no mesmo linfócito, conforme ilustrado na figura a baixo [Figura publicada em 2]. A visão prevalente era de que reatividade cruzada ocorria por mímica molecular e que poderia ser predita com base na similaridade de sequência dos peptídeos envolvidos.

1

Embora reatividade cruzada fosse um fenômeno bem conhecido na área de imunidade antiviral, ela não era considerada um fenômeno prevalente em outras áreas da imunologia [3, 4]. Havia um certo ceticismo com relação aos resultados de reatividade cruzada. Dadas as limitações dos métodos experimentais e o fato de muitos experimentos serem baseados em respostas policlonais (experimentos in vivo), sempre havia o questionamento de que talvez a reatividade cruzada observada não fosse o perfil de resposta de um linfócito “promíscuo”, mas a sobreposição da resposta de dois ou mais linfócitos “monogâmicos”. Um dos motivos para ceticismo era a falta de reprodutibilidade de alguns resultados [3]. Por exemplo, um grupo descrevia que existia reatividade cruzada entre os epitopos A e B, derivados de dois vírus diferentes e apresentados pelo mesmo MHC. Outro grupo tentava reproduzir este experimento e concluía que esta reação era rara, ou que só acontecia em um determinada direção (ex., imunização com A produz linfócitos que também reconhecem B, mas imunização com B produz linfócitos que não reconhecem A) [5, 6].

Com a evolução dos métodos experimentais se tornou possível garantir que os experimentos estão sendo conduzidos com um único linfócito (clones), e se tornou possível desenhar experimentos para quantificar a prevalência de eventos de reatividade cruzada [7,8]. A conclusão é de que reatividade cruzada é muito mais comum do que imaginávamos. Linfócitos são bastante promíscuos e podem reconhecer peptídeos com sequências muito diferentes [8]. Definitivamente existe uma relação com similaridade estrutural de pMHCs, embora outros mecanismos sejam possíveis [8]. E as implicações deste fenômeno não estão restritas a imunidade antiviral, sendo por exemplo uma das principais preocupações quanto a segurança de imunoterapias contra o câncer [3]. Um exemplo marcante foi observado em estudos clínicos com linfócitos específicos contra melanoma. Estes linfócitos foram modificados para aumentar sua afinidade por um peptídeo específico de melanócitos e testes de citotoxicidade não demonstraram reconhecimento de nenhum outro tecido saudável [9]. Infelizmente, em alguns dos pacientes tratados com estes linfócitos houve reconhecimento de um peptídeo derivado da proteína titina, expresso em células cardíacas saudáveis [9]. Esta reatividade cruzada levou a morte de pelo menos cinco pacientes que estavam sendo tratados para melanoma. Estudos posteriores determinaram a estrutura cristalográfica dos complexos envolvidos e demonstraram grande similaridade estrutural, a despeito da diferença de sequência entre os peptídeos envolvidos [10].

Mas uma das revelações mais importantes talvez seja o fato de que a reatividade cruzada não é unicamente determinada pelos peptídeos envolvidos, ou mesmo pela estrutura dos complexos pMHC. Definitivamente isso importa, mas este é apenas um lado da história. A ocorrência e as peculiaridades de uma resposta cruzada dependem também de qual linfócito está sendo utilizado [3].

Por exemplo, a figura abaixo [Publicada em 3] apresenta uma representação esquemática de padrões alternativos de reatividade cruzada apresentados por dois linfócitos distintos (dados experimentais).

2

Se usarmos o linfócito “azul”, específico para um peptídeo derivado da proteína A11 do vírus vaccinia (VV-A11-198), observamos reatividade cruzada contra peptídeos de outros vírus, mas não observamos reatividade cruzada contra um peptídeo da proteína E7 do vaccinia (VV-E7-130). Por outro lado, se repetirmos o experimento utilizando uma população distinta de linfócitos (“rosa”), o padrão muda. Agora observamos reatividade cruzada com E7, mas não observamos reatividade cruzada contra a maioria dos outros peptídeos. Em ambos os casos estamos utilizando os mesmos peptídeos e o mesmo MHC, só o que mudou foi o linfócito. E isso explica em grande parte o problema de reprodutibilidade de resultados de reatividade cruzada mencionado anteriormente [3].

Observe que em ambos os experimentos foi verificada reatividade cruzada entre VV-A11-198 e LCMV-GP-34. O que há de especial neste par de complexos? Em uma publicação na revista Frontiers in Immunology nós revisamos a literatura na área de reatividade cruzada e propomos hipóteses sobre como características estruturais dos complexos pMHC podem influenciar eventos de reatividade cruzada [3]. No exemplo acima, a explicação seria uma maior similaridade estrutural entre VV-A11-198 e LCMV-GP-34. Para testar esta hipótese nós analisamos a superfície molecular destes complexos (além de outros controles negativos), usando estruturas experimentais e modelos computacionais.  Nós extraímos dados estruturais destas superfícies e agrupamos os complexos de acordo com sua similaridade.

3

Na imagem acima [Publicada em 3], a altura dos “nós” do gráfico (números em cinza) indicam a similaridade entre os complexos conectados (quanto menor a altura, maior a semelhança). Os números vermelhos e verdes indicam a confiabilidade de cada agrupamento, usando duas métricas distintas. Este resultado confirma que os dois complexos mais semelhantes neste conjunto são VV-A11-198 e LCMV-GP-34. Mais do que isso, estes resultados mostram uma reprodução parcial dos diferentes padrões de reatividade cruzada observados na figura anterior. Ou seja, a célula “rosa” é menos “promíscua”, reconhecendo um conjunto menor de complexos. Enquanto a célula “azul” reconhece um conjunto mais heterogêneo de alvos.

4

Outro aspecto da reatividade cruzada que pode ser explicado pela análise estrutural é a direcionalidade. A figura acima [Modificada de 3] apresenta três complexos envolvidos em reatividade cruzada, e as setas indicam a direção na qual a reatividade cruzada foi observada. Existe reciprocidade entre os complexos B e C, mas o mesmo não ocorre entre os complexos A e B. Observe que o complexo A possui uma proeminente carga negativa (indicada pela seta verde) que o distingue dos demais complexos. Dados recentes indicam que ao invés de considerar toda a informação estrutural do pMHC, o reconhecimento pelos linfócitos é determinado por poucas interações dominantes (“hot-spots”) [7]. Assim, linfócitos estimulados com o complexo B reconhecem padrões estruturais mais comuns, que também estão presentes em A e em C; permitindo a reatividade cruzada. Por outro lado, a resposta contra o alvo A é provavelmente dominada por linfócitos que reconhecem esta saliente carga negativa. Como esta carga não está presente nos demais complexos, não ocorre reatividade cruzada contra eles. No entanto, em tese, estes linfócitos poderiam apresentar reatividade cruzada contra outros alvos que compartilham esta carga negativa.

Predição de reatividade cruzada é uma tarefa bastante complicada. Nosso grupo vem trabalhando com métodos de agrupamento hierárquico conforme discutido aqui e em postagens anteriores [1, 11]. Mas este tipo de predição está em certa medida limitada pelo número de estruturas disponíveis em bancos de dados [12]. Métodos baseados em alinhamento de sequência permitem análise em escala proteômica [13, 14], mas a falta de informação estrutural limita muito a capacidade preditiva destes métodos [12]. Novas estratégias combinando aspectos de ambos os métodos são necessárias para que a predição de reatividade cruzada se torne uma rotina no desenvolvimento de vacinas e na imunoterapia contra o câncer [3].  

Referências:

  1. http://sbi.org.br/imunologia-molecular-in-silico-parte-iii/
  2. https://www.nature.com/articles/nri820#f1
  3. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2017.01210/full
  4. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2016.00089/full
  5. http://jvi.asm.org/content/75/23/11392.long
  6. https://www.jci.org/articles/view/33082
  7. https://www.nature.com/articles/ni.3310
  8. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092-8674(14)00476-0
  9. http://www.bloodjournal.org/content/122/6/863?sso-checked=true
  10. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4725365/
  11. http://sbi.org.br/na-rota-para-uma-ferramenta-de-predicao/
  12. https://bmcbioinformatics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12859-016-1150-2
  13. https://academic.oup.com/bioinformatics/article/33/1/104/2525678
  14. https://academic.oup.com/bioinformatics/article/31/11/1854/2365676

Células T γδ: um novo link entre imunidade e termogênese

 

Por: Luis Eduardo Alves Damasceno e Leonardo Lima dos Santos (Doutorandos IBA/FMRP-USP)

 

Editora: Luciana Benevides

 

O tecido adiposo (TA) é formado principalmente por adipócitos, mas também é composto por fibroblastos, células endoteliais e diversas células imunológicas. Dentre estas, as ILCs, iNKTs, macrófagos ativados alternativamente (MAA) e células T reguladoras (Tregs), importantes para a manutenção da homeostase tecidual [1]. Existem dois tipos principais de TA, o branco e o marrom, os quais são especializados em estoques de lipídios e com a termogênese, respectivamente [2].

Em trabalhos anteriores, já havia sido descrito que a citocina IL-33 e as células Tregs eram importantes para  a homeostase do TA [3] e a termogênese [4].  E ainda, que apesar das Tregs serem importantes para a homeostase do TA em animais jovens, quando envelhecidos, esta população celular aumentava, em número,  gerando um quadro de resistência a insulina. No entanto, os mecanismos envolvidos com a produção de IL-33  e com o aumento das Tregs no TA eram desconhecidos.

Kohlgruber, A. C. et al. (2018) [5] mostraram que TA visceral é rico em células T γδ, compreendendo uma população de células residentes com alta expressão de PLZF, um fator de transcrição importante para a aquisição de características inatas desses linfócitos. Por meio do uso de animais knockout para PLZF, observou-se uma redução significativa dessas células no TA. As célulasT γδ carecem da expressão de CD27, o que permite uma alta produção de IL-17A e TNF em detrimento de IFN-γ. De modo interessante, o acúmulo de células T γδ ocorreu concomitantemente com o aumento de Tregs FOXP3+ ao longo do processo de envelhecimento. Mecanisticamente, os autores descobriram que a produção de IL-17A e TNF pelas células T γδ é essencial para estimular as células estromais pdpn+ IL-17R+ do TA a produzirem IL-33, importante para manutenção de Tregs do TA. No mesmo estudo, os pesquisadores evidenciaram ainda que células T γδ medeiam a termogênese realizada pelo TA. Nesse contexto, observou-se que animais knockout para T γδ e/ou IL-17 apresentaram diminuição na geração de calor e gasto energético, cujo fenômeno foi associado à uma baixa expressão de UCP1, uma proteína mitocondrial importante para dissipação do calor e HSL, envolvida na lipólise. In vitro, observou-se que IL-17 e TNF foram capazes de estimular o aumento da expressão dessas moléculas em adipócitos diferenciados (Figura 1). De forma inédita, esse trabalho caracterizou uma subpopulação residente de linfócitos T γδ do TA, abrindo novas visões sobre a importância de células imunológicas na regulação de processos fisiológicos.

Figura

Figura 1. Papel de células T γδ na homeostase de Tregs e termogênese no tecido adiposo. Células T γδPLZF+ produtoras de IL-17A e TNF residentes do tecido adiposo foram descritas como importantes para dois aspectos fisiológicos desse tecido. Durante o envelhecimento estas células se acumulam concomitantemente com Tregs FOXP3+ST2+. Assim, a IL-17 é capaz de estimular células estromais Pdpn+ a produzirem IL-33, importante para manutenção e expansão das Tregs do TA. Além disso, estas células produtoras de IL-17 e TNF mostraram-se capazes de induzir termogênese via estimulação dos adipócitos diante exposição ao frio, aumentando a expressão de moléculas fundamentais para este processo, como Ucp1. Fonte da imagem: Papotto, P. H.; Silva-Santos, B. Nature Immunology 19, 427–429 (2018)

 

Referências

  1. Brestoff, Jonathan R. et al. (2015) Immune Regulation of Metabolic Homeostasis in Health and Disease. Cell, Volume 161, Issue 1, 146 – 160
  2. Pfeifer, A., and Hoffmann, L.S. (2015). Brown, beige, and white: the new color code of fat and its pharmacological implications. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 55, 207–227.
  3. Vasanthakumar, A. et al. (2015) The transcriptional regulators IRF4, BATF and IL-33 orchestrate development and maintenance of adipose tissue-resident regulatory T cells. Immunol. 16, 276–285.
  4. Brestoff, J. R. et al. (2015) Group 2 innate lymphoid cells promote beiging of white adipose tissue and limit obesity. Nature 519, 242–246.
  5. Kohlgruber, A. C. et al. (2018)
 γδ T cells producing interleukin-17 regulate adipose regulatory T cell homeostasis and thermogenesis. Nat Immunol 19, 464-474.

A bactéria está viva ou morta? TLR8 te conta

 

Por: Bruna Bertol e Patrick Fernandes (doutorandos IBA/FMRP-USP)

 

Editora: Luciana Benevides

 

O nascimento da vacinação ocorreu com a descoberta do médico inglês Edward Jenner que levou a erradicação, em 1920 de uma importante doença infecciosa humana por meio de um programa de vacinação, a varíola. Na época, este foi um grande marco para a Medicina, permitindo ampla aceitação do método para induzir imunidade a doenças infecciosas. Dessa forma, a vacinação continua sendo até hoje o método mais efetivo de prevenção de doenças (1).

As vacinas de maneira geral exploram a capacidade do hospedeiro de gerar memória imunológica humoral frente a um antígeno. Para que as mesmas sejam efetivas é necessária a ativação da resposta imune inata, e esta por sua vez ativa a resposta imune adaptativa celular e humoral (2). No entanto, a grande maioria das vacinas de microrganismos vivos atenuados são capazes de gerar uma maior imunidade protetora de longa duração do que as vacinas compostas por microrganismos mortos (3), mas não eram conhecidos porque havia essa distinção de imunidade protetora gerada por essas vacinas. Somente em 2011, um grupo de pesquisadores (4) demonstrou que as células do sistema imunológico de camundongos eram capazes de reconhecer a viabilidade de patógenos, ou seja o RNA mensageiro (mRNA), por meio de reconhecimento via Toll like receptors (TLR), que foi definido como um viability-associated pathogen-associated molecular pattern (PAMP) ou Vita-PAMP.

Em humanos, o reconhecimento da viabilidade de patógenos pelo sistema imunológico foi descrito pela primeira vez em um trabalho recentemente publicado na Nature Immunology por Ugolini e colaboradores (5). Neste trabalho, os autores mostraram que, assim como em camundongos, as células apresentadoras de antígenos (APCs) humanas são capazes de identificar a viabilidade de um patógeno por meio do reconhecimento de RNA de fita simples. Utilizando bactérias mortas isso não foi possível devido a rápida degradação da mesma após a morte do microrganismo. As APCs humanas reconhecem o RNA bacteriano principalmente via TLR8 e essa via leva a produção de IL-12, o principal fator solúvel que acarreta a diferenciação de linfócitos T helper foliculares (LTFH). Os LTFH são essenciais para o desenvolvimento de uma resposta de células B duradoura porque estão associados com o desenvolvimento dos centros germinativos (onde ocorre a geração de plasmócitos de longa vida produtores de anticorpos de alta afinidade e de linfócitos B de memória) (2), evidenciando a causa da baixa eficácia de vacinas que utilizam microrganismos mortos (Figura 1). No entanto, a administração de agonistas de TLR8 em conjunto com a bactéria morta levou a total recuperação da diferenciação de LTFH, pontuando a utilização de agonistas de TLR8 como possíveis adjuvantes em vacinas compostas de microrganismos mortos.

A importância do TLR-8 é mais uma vez ressaltada quando em um estudo epidemiológico com seres humanos, os autores puderam concluir que indivíduos apresentando o alelo mutado G de um polimorfismo não sinônimo presente no gene que codifica o receptor TLR8 (rs3764880, que ocasiona num ganho de função no receptor) possuem maior chance de desenvolver resposta protetora induzida pela vacina BCG (licenciada para proteção contra M. tuberculosis) quando comparados a indivíduos portadores do alelo selvagem A que também haviam sido vacinados.

Figura

Figura 1. Indução de IL-12 por monócitos via TLR8 dirige a diferenciação de LTFH. Ligantes de TLR8 (como RNA de fita simples [ssRNA]) presentes em bactérias vivas especificamente induzem monócitos humanos a produzirem grandes quantidades de IL-12 que, juntamente com sinais adicionais recebidos por linfócitos T CD4+ antígenos específicos, medeiam a diferenciação de linfócitos T CD4+ naive em LTFH. Estes sinais dirigem a expressão de moléculas características de LTFH (como IL-21, CXCR5, ICOS e CD40L) que atuam em conjunto para promover a diferenciação de linfócitos B em plasmócitos secretores de anticorpo. Diferente de patógenos vivos, patógenos mortos não possuem RNA ligante de TLR8 e, portanto, induzem resposta imune humoral pouco efetiva, o que tem implicações significativas no contexto de vacinação (6).

 

REFERÊNCIAS

  1. Greenwood B. The contribution of vaccination to global health: past, present and future. Philosophical Transactions of the Royal Society B 2014. doi.org/10.1098/rstb.2013.0433.
  2. Kurosaki T, et al. Memory B cells. Nature Reviews Immunology doi:10.1038/nri3802.
  3. Baxter D. Active and passive immunity, vaccine types, excipients and licensing. Occupational Medicine doi:10.1093/occmed/kqm110.
  4. Sander LE, et al. Detection of prokaryotic mRNA signifies microbial viability and promotes immunity. Nature doi:10.1038/nature10072.
  5. Ugolini, M. et al. Recognition of microbial viability via TLR8 drives TFH cell differentiation and vaccine responses. Nature Immunology doi.org/10.1038/s41590-018-0068-4.
  6. Tangye, SG. LTFH cell differentiation: Is it dead or alive? TLR8 can tell. Nature Immunology doi.org/10.1038/s41590-018-0070-x.