Efeito do tratamento com a proteína quimérica IL-13PE sobre a inflamação pulmonar induzida por partículas de sílica em camundongos

A interleucina 13 (IL-13) tem sido apontada como um dos principais mediadores em processos de ativação de fibroblastos e indução de fibrose pulmonar, sendo, portanto, considerada como um alvo terapêutico importante. A silicose é uma doença pulmonar inflamatória crônica, de caráter ocupacional, caracterizada por uma intensa resposta fibrótica e granulomatosa. Com base nestas observações, tivemos por objetivo investigar o potencial efeito da administração da imunotoxina IL-13-PE38QQR (IL-13PE) sobre o modelo de silicose em camundongos. Camundongos Swiss-Webster foram anestesiados e instilados intranasalmente com partículas de sílica (10 mg), sendo a administração da IL-13PE (200ng/dia) realizada por via intranasal, uma vez ao dia em dias alternados no período entre 21 a 27 dias após a provocação. Analisamos o componente inflamatório, a deposição de colágeno e a área de granuloma avaliados através de técnicas clássicas de histologia, incluindo coloração com H&E e Picrus-sirius, ou ainda a quantificação do conteúdo de colágeno por Sircol. Os componentes de matriz extracelular fibronectina e laminina foram avaliados através de imunohistoquímica. Citocinas e quimiocinas foram quantificadas por sistema de ELISA. As medidas de função pulmonar e resposta de hiperreatividade foram realizadas através do sistema de pletismografia de corpo inteiro invasiva. Verificamos que o tratamento curativo com a IL-13PE inibiu de forma acentuada o comprometimento da função pulmonar nos camundongos silicóticos, incluindo tanto aumento da resistência como da elastância, assim como a resposta de hiperratividade das vias aéreas ao agente broncoconstrictor metacolina. De forma coerente, os animais silicóticos quando submetidos ao tratamento com IL-13PE apresentaram marcada redução do componente inflamatório pulmonar e da resposta fibrótica, atestado pela diminuição na produção de colágeno, laminina e fibronectina e redução importante da área de granuloma. De forma semelhante, as citocinas (TNF-α e TGF-) e quimiocinas (MIP-1α, MIP-2, TARC, IP-10, MDC) detectadas em quantidade aumentada no pulmão de animais silicóticos foram reduzidas pelo tratamento com a IL-13PE. Em conclusão, nossos resultados mostram que a administração curativa da IL-13PE foi capaz de inibir os componentes inflamatórios e fibróticos da fase crônica do quadro silicótico em camundongos, o que se refletiu de forma clara na melhora da função pulmonar. Em conjunto, nossos achados indicam que a utilização da IL13PE parece constituir uma abordagem terapêutica extremamente promissora para aplicação em casos de doenças crônicas de natureza fibrótica como a silicose.

The interleukin 13 (IL-13) has been identified as a key mediator in process of activation of fibroblasts and induction of pulmonary fibrosis, and it is therefore, considered an important therapeutic target. The silicosis is a chronic inflammatory lung disease, occupational beginning, characterized by an intense fibrotic and granulomatous response. Based on these observations, we had the aim to investigate the potential effect of administration of immunotoxin IL-13-PE38QQR (IL-13PE) on the silicotic fibrotic component. In this regard, Swiss-Webster mice were anesthetized and intranasally instilled with silica particles (10 mg), some of them were treated with IL-13PE (200 ng / day) performed by intranasal via once daily on alternate days in the period between 21 to 28 days after challenge. We analyzed the inflammatory component, the deposition of collagen and the area of granuloma evaluated using classical histological techniques, including staining with HE and Picrus sirius or the system of colorimetric quantification of collagen content by Sircol. The components of extracellular matrix fibronectin and laminin were evaluated by immunohistochemistry. Cytokines and chemokines were quantified by ELISA system. Measures of pulmonary function and hyperreactivity response were performed through the invasive whole body plethysmography. We found that the curative treatment with IL-13PE dramatically inhibited the lung function in silicotic mice, including increased resistance and the elastance, and the response of airway hyperreactivity to methacholine broncoconstrictor agent. In agreement, when silicotic mice were treated with IL-13PE a marked reduction in the inflammatory component and the pulmonary fibrotic response were noted, attested by the decrease in the collagen production, as well as laminin and fibronectin and significant reduction in the area of granuloma. Similarly, cytokines (TNF-α and TGF-) and chemokines (MIP-1α, MIP-2, TARC, IP-10, MDC) found in increased levels in the lungs of silicotic mice were sensitive to the IL-13PE treatment. In conclusion, our results show that the curative administration of IL- 13PE was able to inhibit the inflammatory and fibrotic components of the chronic phase of the silicosis in mice, which is clearly reflected by the impairment of lung function. Thus, together our findings indicate that the use of IL-13PE appears to be a very promising therapeutic approach in cases of fibrotic diseases such as silicosis.