Efecto de la infección in vivo con trypanosoma cruzi y una dieta rica en lípidos sobre receptores toll-like en un modelo experimental de ateroesclerosis.

Ateroesclerosis es una enfermedad inflamatoria crónica de arterias de mediano y gran calibre, caracterizada por activación de células endoteliales, reclutamiento de monocitos en la pared de los vasos y diferenciación de macrófagos en células espumosas cargadas de colesterol. Además de los factores de riesgo convencionales y mejor conocidos que predisponen a la ateroesclerosis, como la hiperlipemia, hipertensión y el hábito de fumar, recientemente se ha propuesto a las infecciones y la inflamación como factores de riesgo a considerar en su desarrollo. Algunas infecciones bacterianas o virales pueden ejercer una acción pro-aterogénica, probablemente como consecuencia de inflamación sistémica o un efecto directo sobre la pared vascular. Sin embargo, el papel del Trypanosoma cruzi ha sido escasamente explorado. Como objetivo principal nos propusimos, estudiar la influencia de la infección in vivo con Trypanosoma. cruzi (parásito protozoario, agente etiológico de la Enfermedad de Chagas ) más una dieta rica en lípidos sobre la expresión de los receptores tipo Toll de la inmunidad innata en un modelo experimental en ratones C57BL/6 salvajes, propensos al desarrollo de ateroesclerosis. Especifícamente, nos interesa caracterizar que tipos celulares infiltran el corazón y aorta de los animales sometidos a tratamiento experimental, el perfil de citoquinas inflamatorias séricas, quimioquinas y moléculas de adhesión intercelular, así como también establecer una correlación con parámetros bioquímicos-clínicos y endocrinológicos, en especial el perfil de lípidos, lipoproteínas y apolipoproteínas, marcadores de inflamación sistémica, peso corporal, glucemia, insulina e insulino-resistencia.

VARIABILIDAD CLÍNICA DE LA MIOCARDIOPATÍA CHAGÁSICA: INFLUENCIA DE LA COMPOSICIÓN GENÉTICA DEL TRYPANOSOMA CRUZI

El descubrimiento de técnicas más sensibles para la detección del T. cruzi en el enfermo chagásico rescató el rol primordial del parásito en la patogenia y actualmente se considera a la enfermedad como el producto de la interacción de los genomas del parásito y el humano. Sin embargo aún queda por responder por qué el 30% de las personas infectadas evolucionan hacia una enfermedad cardíaca y el 70% permanece asintomático aunque con serología persistente; así como también la amplia variabilidad clínica, que puede resultar desde una cardiopatía sin consecuencias hasta producir muerte súbita. En este sentido, se ha descripto que la variabilidad genética del parásito debe estar relacionada con el tropismo del mismo a los diferentes órganos del huésped y, por lo tanto, con la forma clínica de la enfermedad y con las diferencias observadas luego del tratamiento específico de la enfermedad. Es por ello que proponemos determinar la importancia que tiene la composición genética del aislamiento de T. cruzi que infectó al huésped y/o la de los clones diferentes que pueden aparecer en sangre para explicar la amplia variabilidad de síntomas y signos que manifiestan los pacientes con cardiopatía chagásica crónica. Estos resultados contribuirán al entendimiento de la fisiopatogenia de la miocardiopatía chagásica y sus variabilidades clínicas y facilitarán establecer el pronóstico y tratamiento de la enfermedad. Pacientes que concurran al Hospital Materno Infantil de la Provincia de Córdoba, al Hospital Nacional de Clínicas y a la Clínica Sucre serán tratados de acuerdo con la declaración de Helsinki y firmarán consentimiento informado. Se seguirá la evolución clínico-cardiológica por radiografía, electrocardiografía y ecocardiografía. La serología para Chagas se determinará por HAI-ELISA. Se obtendrán muestras de sangre de estos pacientes que se clasificarán con serología positiva para Chagas sin cardiopatía, con cardiopatía leve y con cardiopatía severa. Extracción del ADN: las muestras de sangre periférica de cada paciente se mezclarán con igual volumen de guanidina 6M/EDTA 0,5M. El ADN se extraerá por técnicas convencionales con fenol:cloroformo:alcohol isoamílico y luego se precipitará con etanol. Finalmente la solución se resuspenderá en agua estéril libre de nucleasas. Se conservará a -4º C hasta su uso para la amplificación del contenido de ADN del parásito por la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). PCR: la detección de los parásitos en cada muestra se determinará mediante la amplificación por PCR de un fragmento de la región variable correspondiente al minicírculo del ADN del kinetoplasto (kADN), utilizando primers específicos para dicha región. Análisis de la región variable del kADN por enzimas de restricción: la caracterización de los parásitos de cada muestra se realizará además mediante el análisis de los fragmentos producidos luego de la digestión con enzimas de restricción (RFLP). El amplificado producto de la PCR se utilizará para la digestión con las enzimas de restricción y los fragmentos obtenidos serán separados por electroforesis en geles de agarosa 2% teñidos con bromuro de etidio. Análisis de los resultados: Los perfiles de bandas obtenidos luego de la digestión con las enzimas de restricción de las muestras de sangre de los pacientes se correlacionarán con la sintomatología clínica de cada uno de ellos para determinar si existe relación entre la variabilidad genética del parásito infectante y la variedad clínica presentada. Los perfiles de bandas obtenidos luego de la RFLP de las muestras de sangre se analizarán cualitativamente por observación de los geles.

Estudio de los mecanismos moleculares involucrados en la inmunosupresión observada durante la infección con Trypanosoma cruzi: Rol de la vía PD-1/PD1-L y E3 ubiquitina ligasas. Molecular mechanismns involved in the immunosupression during Tryapanosoma cruzi infection. Role of PD1-PD1-L pathway and E3 ubiquitin ligases.

Trypanosoma cruzi es el agente causal de la enfermedad de Chagas, un problema de salud importante en América Latina, así como también en América Central, ya que causa infección crónica afectando a millones de personas [1]. Durante esta enfermedad se han descripto varias alteraciones de la respuesta inmune, entre ellas una severa inmunosupresión durante la etapa aguda de la infección, tanto en humanos como en ratones. Células T provenientes de ratones infectados activadas in vitro, muestran reducción en la respuesta proliferativa a mitógenos, característica de un estado de inmunosupresión [2-4]. La falla del sistema inmune durante estadios tempranos de la infección probablemente colabore con la diseminación y el establecimiento del parásito. Un gran número de estudios se han focalizado en la identificación de mecanismos moleculares responsables del fenómeno de inmunosupresión, entre los mecanismos citados se ha demostrado presencia de células supresoras [5-9], factores inmunosupresores presentes en el parásito [2, 3, 10-13], producción excesiva de óxido nítrico [14], disminuida producción de IL-2 y reducida expresión del receptor de IL2 en células de bazo de animales infectados [9, 15-17]. Muchos de estos mecanismos han sido exhaustivamente investigados, sin embargo no está del todo claro si existen mecanismos adicionales involucrados en la inmunosupresión de la célula T. Adicionalmente, en los últimos años nuevas moléculas que median la regulación negativa de la célula T, entre las cuales están PD-1/PD1-L [18], arginasa [19] y E3 ubiquitina ligasas [20-22], han sido reportadas durante inmunosupresión en diversas infecciones. Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas’ disease, is parasite causing chronic infections in human and other mammalian species. There is an important immunosupresion during the acute phase of the infection that contribute to the dissemination and installation of the parasite. Several studies have been focused on identifying the mechanisms involved in the immunosupresion; however it is not clear if there are additional mechanisms implicated. In addition, during the last years new molecules involved in the negative T cell regulation such as PD-1/PD1-L pathway and E3 ubiquitin ligases (E3-Ub-Lig) have been reported. It has been demonstrated, that E3-Ub-Lig control the amount and localization of intracellular signal mediators, limiting T cell activation. Moreover, these mechanisms mediate the immunosupresion observed during several infections leading to the persistence of the pathogen in the host. In this project the role of E3-Ub-Lig on the T cell immunosupresion and hipo-response mechanisms observed during T. cruzi infection will be studied. On the other hand, it has been reported that some pathogens release proteins with E3-Ub-Lig activity modifying the ubiquitination process to promote their survival and replication in the host. Recently, a protein with E3-Ub-Lig activity was identified in T. cruzi, however its target molecule has not been discovered yet. Therefore, one of the aims of this project consists on studying different potential target molecules for this novel E3-Ub-Lig. In addition, during the last years, important progress has been done about the biological rol of PD-1/PD1-L pathway on the regulation of the immune response in several infections. However, it is not well known how PD-1/PD1-L pathway transduces signals at intracelular level to block T cell response. Because of this, it is interesting to study if there is any relation between the PD-1/PD1-L pathway and E3-Ub-Lig on the mechanism of T cell immunosupression during T. cruzi infection.

Modulación de la activación de células dendríticas por antígenos de Fasciola hepatica y ligandos para receptores Toll: Potencial terapéutico en respuestas anti-inflamatorias. Fasciola hepatica antigens and TLR ligands modulate dendritic cells activation: therapeutic potential in anti-inflammatory responses.

Antecedentes: En nuestro laboratorio hemos demostrado que antígenos (Ags) de Fasciola hepatica inducen en células dendríticas murinas (CD), diferentes propiedades tolerogénicas como la incapacidad por si mismos de inducir la maduración de las células, la resistencia a la maduración por ligandos de TLR, el incremento en la producción de IDO y también la capacidad de esta estas células de dirigir la respuesta inmune hacia un perfil Th2 y T reg. Por otra parte ha sido bien documentado que CD con características tolerogénicas, ya sea inmaduras o semimaduras, son útiles para reducir respuestas inflamatorias excesivas tales como las que ocurren en enfermedades autoinmunes. Además hemos demostrado que CD tratadas con Ags del parásito en conjunto con un ligando Toll (CpG-ODN) producen altos niveles de citoquinas anti-inflamatorias (IL-10 y TGF-) bajos de citoquinas proinflamatorias (TNF, IL-6, IL-12). Hipótesis: El fenotipo semimaduro alcanzado en las CDpodría ser utilizado para reducir la inflamación en un modelo de enfermedad autoinmune en donde existe una exacerbada respuesta Th1 y Th17, ya que la producción elevada de IL-10 y TGF- podría inhibir o controlar estas respuestas de manera directa o a través de la inducción de células T regulatorias. Objetivos: En este proyecto nosotros proponemos la inmunización de animales susceptibles (ratones DBA1/j), al desarrollo de artritis inducida por colágeno (AIC) con CD tratadas con Ags de F. hepatica en conjunto con CpG-ODN para reducir los síntomas clínicos de la enfermedad. Materiales a utilizar: En nuestro laboratorio hemos desarrollado un modelo de artritis inducida por colágeno (AIC) mediante dos inmunizaciones de ratones DBA1/j con colágeno tipo II bovino y adyuvante de Freund. El modelo permitió establecer un índice clínico mediante la hinchazón en las patas de los animales. Doce días posteriores a la primera inmunización los animales serán inyectados con CD tratadas con: 1. PBS, 2.Extracto total de F.hepatica (TE) + CII, 3. CpG + CII, 4. TE+CpG+CII Se realizará la observación macroscópica diaria, a partir de los 7 días de la 2a inmunización Luego del sacrificio las articulaciones de las patas se prepararán para realizar un análisis histológico. Se detectará en suero los niveles de anticuerpos IgG1 (perfil Th2) y de IgG2a (perfil Th1) mediante la técnica de ELISA. Se detectará también el perfil de citoquinas en los nódulos drenantes por la técnica de ELISA y adicionalmente la poblaciónes celulares de células T regulatorias (Treg) CD4+CD25+Foxp3 o células Tr1. Resultados esperados: Pensamos que el tratamiento de los animales que desarrollan AIC con CD semimaduras (por el tratamiento con TE y CpG), serán capaces de migrar a los órganos linfaticos y secretar TGF-be(inductora de células T reg), IL-10 (inductoras de células Tr1), IDO inhibitoria de la respuesta de Li T y promotor de células T reg, también podría generarse una respuesta Th2 (por la presencia de antígenos del parásito), y estas respuestas aisladas o en forma sinérgica podrían inhibir las respuestas de tipo Th17 y Th1 asociadas a la patología en esta enfermedad. Importancia del proyecto: En el desarrollo de la artritis existe un aumento de la inmunidad mediada por células, asi como de la respuesta inmune humoral hacia componentes de la matriz del cartílago. El tratamiento convencional de la artritis recae en general en el uso de inmunosupresores no-específicos, los cuales poseen una variedad de efectos adversos y la inhibición de la respuesta inflamatoria no es específica. En este proyecto proponemos el uso de CD tratadas con antígenos del helminto F. hepatica y CpG ligando Tol que capacita a estas células para generar una respuesta adaptativa de tipo regulatoria, útil en la inhibición de las respuestas inflamatorias como la que ocurre durante la progresión de artritis reumatoidea en un modelo experimental en ratones. We have shown that F. hepatica Ags-treated dendritic cells (DC) together with a TLRl ligand (CpG-ODN) produce high levels of anti-inflammatory cytokines (IL-10 and TGF-Beta) and low of proinflammatory cytokines (TNF, IL-6, IL -12). Hypothesis: The semimature phenotype achieved by DC, could be used to reduce inflammation in a model of autoimmune disease. The high production of IL-10 and TGF-Beta by these cells could directly or through the induction of T reg cells inhibit the inflammatory response. Objective: In this project we propose the immunization of DBA1 / j mice, susceptible to the development of collagen-induced arthritis (CIA) with F. hepatica-treated DC in conjunction with CpG-ODN to reduce clinical signs of disease. Materials: In our laboratory, we developed the CIA model by two immunizations of DBA1 / j mice with bovine type II collagen and Freund's adjuvant. The model allowed to stablish a clinical index by swelling in the legs of animals. Twelve days after the first immunization the animals are injected with DC treated with: 1. PBS 2. F.hepatica Extract (TE) + CII, 3. CpG + CII, 4. TE + CpG + CII Macroscopic observation will take place daily from 7 days of the 2nd immunization. After sacrifice the joints of the legs will be prepared for histological analysis. Serum levels of IgG1 antibodies (Th2 profile) and IgG2a (Th1 profile) will be detected by ELISA. It will also detected the cytokine profile in draining lymph nodes by ELISA and additionally the cell populations of regulatory T cells (Treg) CD4 + CD25 + Foxp3 or Tr1 cells. Expected results: We believe that the treatment of animals that had developed CIA with DC will be able to migrate to lymphatic organs and secrete TGF-B (T reg cell-inducing), IL-10 (inducing Tr1 cells), IDO (inhibitory of T cells and inducing of T reg cells) could alone or in synergy inhibit Th17-type responses and Th1 associated with the pathology in this disease.

Participación de las células supresoras mieloides (CSM) y T regulatorias (Treg) en el control de la infección con Trypanosoma cruzi y el desarrollo de la patología inflamatoria asociada a la infeccion. Role of Myeloid-Derived Suppressor Cells and regulatory T cells in the control of T. cruzi infection and the infection-associated pathology.

La infección de mamíferos con el T. cruzi resulta en diferentes alteraciones inmunológicas que permiten la persistencia crónica del parásito y destrucción inflamatoria progresiva del tejido cardiaco, nervioso y hepático. Los mecanismos responsables de la patología de la enfermedad de Chagas han sido materia de intensa investigación habiéndose propuesto que el daño producido en esta enfermedad puede ser consecuencia de la respuesta inflamatoria del individuo infectado y/o de una acción directa del parásito sobre los tejidos del hospedador. El propósito del presente proyecto es estudiar comparativamente, en dos cepas de ratones con diferente susceptibilidad a la infección y desarrollo de patología, la participación y los mecanismos efectores de las células supresoras mieloides (CSM) y las celulas T regulatorias inducidas por la infección experimental con Trypanosoma cruzi en el control de la infección con este protozoario y en el desarrollo de la patología hepática siendo los objetivos especificos desarrolar: - Investigar la generación y/o reclutamiento de células de CSM en bazo e hígado de ratones infectados con Trypanosoma cruzi y su contribución a la desigual susceptibilidad a la infección y respuesta inmune desarrollada en las cepas de ratones BALB/c y C57BL/6; - Investigar la capacidad de las CSM inducidas por la infección con T. cruzi en bazo e hígado de ratones de ambas cepas para suprimir la respuesta de células T in vitro e indagar sobre los mecanismos de supresión utilizados; - Investigar la generación y/o reclutamiento de células Treg durante la infección experimental con Trypanosoma cruzi, su participación en la desigual susceptibilidad a la infección y respuesta inmune desarrollada en ambas cepas de ratones y los mecanismos de supresión utilizados. - Analizar en tejido hepático o leucocitos infiltrantes la presencia de COX2, PGE2, MMP2 y 9, IL1b, IL6, IDO, IL10 y GM-CSF capaces de inducir la expansión de las CSM; - Dilucidar si la administración del ligando para TLR2 (Pam3CyS) previo a la infección de ratones C57BL/6 (en los cuales se detecta un menor número de CSM) es capaz de modular la respuesta inflamatoria y el daño hepático a través de la inducción de CSM y/o T reg en hígado y bazo. La comprension de los eventos celulares y moleculares que regulan la producción de citoquinas pro- y anti-inflamatorias y otros mediadores, así como el papel de los receptores de la inmunidad innata durante la infección con T. cruzi contribuirá a responder interrogantes que son claves para el diseño de nuevas estrategias de intervención inmune tendientes a preservar los mecanismos de defensa del huésped. Two nonexclusive mechanisms have been proposed to explain the Chagas’s disease pathology: 1) The pathology of the disease seems to be consequence of the inflammatory response triggered for the parasite; or 2) The damage is produced by the parasite direct effect. Recently, we reported that TLR2, TLR4 and TLR9 (innate immune response receptors) are differentially modulated in injured livers from BALB/c (lesser liver pathology) and C57BL/6 (elevated liver pathology) mice during Trypanosoma cruzi infection. The aim of our proposal is the study of role of Myeloid-Derived Suppressor Cells (MDSC) and regulatory T cells in the control of T. cruzi infection and the infection-associated pathology. Our specific aims are: -To study the induction or recruitment of MDSC in splenn and liver of BALB/c and C57BL/6 mice and their relationship with the differential susceptibility and immune response observed in these both mice strains; - To determine the ability and the mechanisms used by the T. cruzi-induced MDSC to suppress the T cell proliferative response; -To study the induction or recruitment of Treg in liver of BALB/c and C57BL/6 mice and their relationship with the differential susceptibility and immune response observed in these both mice strains; -To analize in liver tissue or tissue infiltrating lymphocytes the activation of COX2, PGE2, MMP2 y 9, IL1b, IL6, IDO, IL10 y GM-CSF known to promote the development of MDSC; -To determine whether the treatment with Pam3CyS (TLR2 ligand) is able to modulate the liver inflammatory respose and damage througth the induction of MDSC or Treg.

Estudio de los factores infección con trypanosoma cruzi y nutrición sobre receptores innatos tipo toll y scavenger, adipocinas y otros mediadores de inflamación asociados a la obesidad en modelos experimentales.

En el modelo experimental in vivo en ratones C57BL/6 wild type tratados con streptozotocina y alimentados con una dieta grasa/fructosa se inducirá obesidad (IR) y DM2, con el propósito de: 1-Investigar la influencia de la infección con Trypanosoma cruzi como un potencial factor sinérgico pro-aterogénico. Se evaluará a distintos tiempos post infección, el tejido adiposo visceral y las repercusiones en aorta y corazón principalmente, por estudios histopatológicos. En plasma, se determinará el perfil de lípidos, lipoproteínas y otros parámetros metabólicos: glucosa e insulina, estos últimos para calcular el índice HOMA-IR, que refleje el grado de insulino- resistencia. Asimismo, se evaluarán ácidos grasos libres y proteínas de fase aguda circulantes como respuesta al proceso inflamatorio. 2- Evaluar la expresión de receptores tipo Toll (TLR 2, 4 y 9) y scavenger clase B (CD36) en el tejido adiposo visceral y aorta principalmente e identificar los tipos celulares que participan en las lesiones vasculares (macrófagos -M-, granulocitos y linfocitos T). 3- Determinar las citocinas inflamatorias: TNF, IL1-, IL12, IL18, IFN e IL6 y la quimiocina atractante de monocitos (CCL2; MCP-1) y adipocinas (leptina, resistina y adiponectina) en plasma y otros mediadores inflamatorios como óxido nítrico, especies reactivas del oxígeno (ROS) y metaloproteasas (MMPs) en tejido adiposo visceral y aorta. Se cuantificarán además las moléculas de adhesión intercelular ICAM-1 y VCAM-1, involucradas en otros modelos de obesidad e insulino-resistencia. En el modelo in vitro 1- Investigar la influencia de la infección con T. cruzi y ácidos grasos saturados y monoinsaturado (C18, oleico) y el efecto de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) oxidadas y agregadas frente a LDL nativas (control) en una línea celular de adipositos. Se estudiará la expresión basal y post-estímulo de los receptores innatos tipo Toll y CD 36. 2- Cuantificar las adipocinas pro- inflamatorias (leptina, resistina y MCP-1)y adiponectina (antiinflamatoria) en el sobrenadante de cultivos frente a los estímulos propuestos y la expresión de las moléculas de adhesión ICAM-1 y VCAM-1.