Regulación del promotor del gen de IL-10 por papilomavirus humano en células epiteliales transformadas derivadas de cervix

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Inmunobiología) UANL

Studies on the exaggerated inflammatory response caused by streptococcus suis at systemic and central nervous system levels

Streptococcus suis de type 2 est un microorganisme pathogène d’importance chez le porc. Il est la cause de différentes pathologies ayant comme caractéristique commune la méningite. C’est également un agent émergeant de zoonose : des cas cliniques humains ont récemment été rapportés en Asie. Cependant, la pathogénèse de S. suis n’est pas encore complètement élucidée. Jusqu’à présent, la réponse pro-inflammatoire initiée par S. suis n’a été étudiée qu’in vitro. L’étude du choc septique et de la méningite requiert toujours des modèles expérimentaux appropriés. Au cours de cette étude, nous avons développé un modèle in vivo d’infection chez la souris qui utilise la voie d’inoculation intra-péritonéale. Ce modèle a servi à l’étude de la réponse pro-inflammatoire associée à ce pathogène, tant au niveau systémique qu’au niveau du système nerveux central (SNC). Il nous a également permis de déterminer si la sensibilité aux infections à S. suis pouvait être influencée par des prédispositions génétiques de l’hôte. Le modèle d’infection par S. suis a été mis au point sur des souris de lignée CD1. Les résultats ont démontré une bactériémie élevée pendant les trois jours suivant l’infection. Celle-ci était accompagnée d’une libération rapide et importante de différentes cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-6, IL-12p40/p70, IFN-ɣ) et de chémokines (KC, MCP-1 and RANTES), qui ont entraîné un choc septique et la mort de 20 % des animaux. Ensuite, pour confirmer le rôle de l’inflammation sur la mortalité et pour déterminer si les caractéristiques génétiques de l’hôte pouvaient influencer la réponse inflammatoire et l’issue de la maladie, le modèle d’infection a été étendu à deux lignées murines consanguines différentes considérées comme résistante : la lignée C57BL/6 (B6), et sensible : la lignée A/J. Les résultats ont démontré une importante différence de sensibilité entre les souris A/J et les souris B6, avec un taux de mortalité atteignant 100 % à 20 h post-infection (p.i.) pour la première lignée et de seulement 16 % à 36 h p.i. pour la seconde. La quantité de bactéries dans le sang et dans les organes internes était similaire pour les deux lignées. Donc, tout comme dans la lignée CD1, la bactériémie ne semblait pas être liée à la mort des souris. La différence entre les taux de mortalité a été attribuée à un choc septique non contrôlé chez les souris A/J infectées par S. suis. Les souris A/J présentaient des taux exceptionnellement élevés de TNF-α, IL-12p40/p70, IL-1β and IFN- γ, significativement supérieurs à ceux retrouvés dans la lignée B6. Par contre, les niveaux de chémokines étaient similaires entre les lignées, ce qui suggère que leur influence est limitée dans le développement du choc septique dû à S. suis. Les souris B6 avaient une production plus élevée d’IL-10, une cytokine anti-inflammatoire, ce qui suppose que la cascade cytokinaire pro-inflammatoire était mieux contrôlée, entraînant un meilleur taux de survie. Le rôle bénéfique potentiel de l’IL-10 chez les souris infectées par S. suis a été confirmé par deux approches : d’une part en bloquant chez les souris B6 le récepteur cellulaire à l’IL-10 (IL-10R) par un anticorps monoclonal anti-IL-10R de souris et d’autre part en complémentant les souris A/J avec de l’IL-10 de souris recombinante. Les souris B6 ayant reçu le anticorps monoclonal anti-IL-10R avant d’être infectées par S. suis ont développé des signes cliniques aigus similaires à ceux observés chez les souris A/J, avec une mortalité rapide et élevée et des taux de TNF-α plus élevés que les souris infectées non traitées. Chez les souris A/J infectées par S. suis, le traitement avec l’IL-10 de souris recombinante a significativement retardé l’apparition du choc septique. Ces résultats montrent que la survie au choc septique dû à S. suis implique un contrôle très précis des mécanismes pro- et anti-inflammatoires et que la réponse anti-inflammatoire doit être activée simultanément ou très rapidement après le début de la réponse pro-inflammatoire. Grâce à ces expériences, nous avons donc fait un premier pas dans l’identification de gènes associés à la résistance envers S. suis chez l’hôte. Une des réussites les plus importantes du modèle d’infection de la souris décrit dans ce projet est le fait que les souris CD1 ayant survécu à la septicémie présentaient dès 4 jours p.i. des signes cliniques neurologiques clairs et un syndrome vestibulaire relativement similaires à ceux observés lors de méningite à S. suis chez le porc et chez l’homme. L’analyse par hybridation in situ combinée à de l’immunohistochimie des cerveaux des souris CD1 infectées a montré que la réponse inflammatoire du SNC débutait avec une augmentation significative de la transcription du Toll-like receptor (TLR)2 et du CD14 dans les microvaisseaux cérébraux et dans les plexus choroïdes, ce qui suggère que S. suis pourrait se servir de ces structures comme portes d’entrée vers le cerveau. Aussi, le NF-κB (suivi par le système rapporteur de l’activation transcriptionnelle de IκBα), le TNF-α, l’IL-1β et le MCP-1 ont été activés, principalement dans des cellules identifiées comme de la microglie et dans une moindre mesure comme des astrocytes. Cette activation a également été observée dans différentes structures du cerveau, principalement le cortex cérébral, le corps calleux, l’hippocampe, les plexus choroïdes, le thalamus, l’hypothalamus et les méninges. Partout, cette réaction pro-inflammatoire était accompagnée de zones extensives d’inflammation et de nécrose, de démyélinisation sévère et de la présence d’antigènes de S. suis dans la microglie. Nous avons mené ensuite des études in vitro pour mieux comprendre l’interaction entre S. suis et la microglie. Pour cela, nous avons infecté des cellules microgliales de souris avec la souche sauvage virulente (WT) de S. suis, ainsi qu’avec deux mutants isogéniques, un pour la capsule (CPS) et un autre pour la production d’hémolysine (suilysine). Nos résultats ont montré que la capsule était un important mécanisme de résistance à la phagocytose pour S. suis et qu’elle modulait la réponse inflammatoire, en dissimulant les composants pro-inflammatoires de la paroi bactérienne. Par contre, l’absence d’hémolysine, qui est un facteur cytotoxique potentiel, n’a pas eu d’impact majeur sur l’interaction de S. suis avec la microglie. Ces études sur les cellules microgliales ont permis de confirmer les résultats obtenus précédemment in vivo. La souche WT a induit une régulation à la hausse du TLR2 ainsi que la production de plusieurs médiateurs pro-inflammatoires, dont le TNF-α et le MCP-1. S. suis a induit la translocation du NF-kB. Cet effet était plus rapide dans les cellules stimulées par le mutant déficient en CPS, ce qui suggère que les composants de la paroi cellulaire représentent de puissants inducteurs du NF-kB. De plus, la souche S. suis WT a stimulé l’expression de la phosphotyrosine, de la PKC et de différentes cascades liées à l’enzyme mitogen-activated protein kinase (MAPK). Cependant, les cellules microgliales infectées par le mutant déficient en CPS ont montré des profils de phosphorylation plus forts et plus soutenus que celles infectées par le WT. Finalement, la capsule a aussi modulé l’expression de l’oxyde nitrique synthétase inductible (iNOS) induite par S. suis et par la production subséquente d’oxyde nitrique par la microglie. Ceci pourrait être lié in vivo à la neurotoxicité et à la vasodilatation. Nous pensons que ces résultats contribueront à une meilleure compréhension des mécanismes sous-tendant l’induction de l’inflammation par S. suis, ce qui devrait permettre, d’établir éventuellement des stratégies plus efficaces de lutte contre la septicémie et la méningite. Enfin, nous pensons que ce modèle expérimental d’infection chez la souris pourra être utilisé dans l’étude de la pathogénèse d’autres bactéries ayant le SNC pour cible.

Determinación de interleucina-10 (IL-10) en pacientes con cáncer en estadios III y IV tratados con dexametasona

La utilización de la dexametasona está asociada con la supresión de la respuesta inmune en pacientes con cáncer en estadíos III y IV, debido posiblemente a una acción inhibidora sobre las células dendríticas presentadoras de antígenos. Bajo la acción de la dexametasona, las células dendríticas secretan niveles muy bajos de IL-10, lo que a su vez disminuye, tanto la respuesta mediada por los linfocitos Th2 como la inducida por las células NK. La IL-10 tiene pues un efecto dual, si se tiene en cuenta que, en la mayoría de los modelos experimentales, aumenta en pacientes tratados con glucocorticoides tipo dexametasona e inhibe la respuesta mediada por los linfocitos Th1, con una consecuente exacerbación del proceso. Metodología: Se utilizó la prueba de ELISA para determinar IL-10 en pacientes con diferentes tipos de tumor en estadíos III y IV, sometidos a quimioterapia y tratados con dexametasona-metoclopramida como antiemético y en un grupo control de personas sanas. Resultados: En este modelo experimental, todos los pacientes con cáncer en estadíos III y IV presentaron niveles séricos de IL-10 muy bajos, comparados con los del grupo control. Además, IL-10 no aumentó su concentración en los pacientes tratados con dexametasona. Conclusión: IL-10 no provoca anergia de las células dendríticas ni disminución de la respuesta citotóxica mediada por Th1. Por tanto, se sospecha que es la dexametasona y no la IL-10 la responsable de la supresión en la respuesta inmune en pacientes con cáncer en estadíos III y IV, lo que podrá ser demostrado en posteriores estudios que complementen los resultados obtenidos.

Endurance training induces depot-specific changes in IL-10/TNF-alpha ratio in rat adipose tissue

White adipose tissue (WAT) is the source of pro- and anti-inflammatory cytokines and recently, it has been recognized as an important source of interleukin 10 (IL-10). Acute physical exercise is known to induce an anti-inflammatory cytokine profile, however, the effect of chronic physical exercise on the production of IL-10 by WAT has never been examined. We assessed IL-10 and TNF-alpha concentration in WAT of rats engaged in endurance training. Animals were randomly assigned to either a sedentary control group (S, n = 7) or an endurance trained group (T, n = 8). Trained rats ran on a treadmill 5 days/wk for 8 wk (55-65% VO(2max). Detection of IL-10 and TNF-alpha protein and mRNA expression, as well as the gene expression of PPAR-gamma, and immunocytochemistry to detect mononuclear phagocytes were carried out. A reduction in absolute retroperitoneal adipose tissue (RPAT) weight in T (44%; p < 0.01), when compared with S was observed. IL-10 concentration was increased (1.5-fold, p < 0.05), to a higher extent than that of TNF-alpha (66%. p < 0.05) in the mesenteric adipose tissue (MEAT) of the trained group, while no change related to training was observed in RPAT. In MEAT, IL-10/TNF-alpha ratio was increased in T, when compared with S (30%; p < 0.05). PPAR-gamma gene expression was increased in T (1.1-fold; p < 0.01), when compared with S in the same adipose depot. No monocyte infiltration was found. In conclusion, exercise training induced increased IL-10 expression in the mesenteric depot, resulting in a modified IL-10/TNF-alpha ratio. We also conclude that WAT presents a depot-specific response to endurance training regarding the studied aspects. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Estudo da resposta inflamatória em lactentes com sibilância : análise de IL-10 e celularidade no aspirado nasofaríngeo

Episódios de sibilância secundários a infecções respiratórias virais são comuns nos primeiros anos de vida. Contudo, sua patogênese e relação com o posterior surgimento de asma permanecem ainda pouco esclarecidos. Com o objetivo de analisar a resposta celular e da IL-10 em lactentes com sibilância, foram analisadas amostras de aspirado nasofaríngeo de 71 lactentes. Os pacientes foram classificados em três grupos: primeiro episódio de sibilância (n=36), sibilância recorrente (n=18) e infecção de vias aéreas superiores (n=17). O exame citológico da secreção nasofaríngea demonstrou uma predominância de neutrófilos em todos os grupos. Não foi evidenciada a presença de eosinófilos na secreção nasofaríngea de nenhum paciente, exceto em um caso do grupo de sibilância recorrente, cujo percentual dessas células foi de 1%. Foram encontrados níveis de IL-10 significativamente aumentados no aspirado nasofaríngeo do grupo com primeiro episódio de sibilância, quando comparados ao grupo de infecção de vias aéreas superiores (p=0,017). Não foi encontrada correlação significativa entre os níveis de IL-10 em secreção nasofaríngea e gravidade do episódio de sibilância. Conclui-se que os neutrófilos são as células que predominam na resposta inflamatória em lactentes com sibilância secundária à infecção respiratória viral e que a IL-10 pode ser uma citocina com participação importante na predisposição à doença obstrutiva brônquica do lactente.

IL-10 na patogênese da infecção por Leishmania infantum

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Influence of Maternal Hyperglycemia on IL-10 and TNF-alpha Production: The Relationship with Perinatal Outcomes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Infiltrating CD8(+) T lymphocytes, natural killer cells, and expression of IL-10 and TGF-beta 1 in chemically induced neoplasms in male Wistar rats

The present study aimed to estimate the number of CD8(+) T and natural killer (NK) infiltrating cells and the expression of interleukin-10 (IL-10) and transforming growth factor beta 1 (TGF-beta1) in chemically induced neoplasms in an initiation-promotion bioassay for carcinogenesis. Male Wistar rats were treated with N-nitrosodiethylamine, N-methyl-N-nitrosourea, N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) nitrosamine, dihydroxy-di-N-propylnitrosamine, and 1,2-dimethylhydrazine for 4 weeks. Two groups were subsequently exposed through diet to phenobarbital (0.05%) or 2-acetylaminofluorene (0.01%) for 25 weeks. An untreated group was used as a control. Immune cells and cytokines were immunohistochemically evaluated in neoplasms and in surrounding normal tissues at the liver, kidneys, lung, and small and large intestines. When compared to the respective normal tissues, an increased number of NK cells was verified infiltrating the colon, lung, and kidney neoplasms, while the number of CD8+ T cells decreased in the intestine and lung neoplasms. Expression of IL-10 was found mainly in kidney tumors. TGF-beta1 was expressed mainly in the liver and kidneys tumors. The results indicate that the differential occurrence of immune cells between neoplastic and normal tissues could be dependent upon tumor microenvironment.

Evaluation of TNF-alpha, IL-4, and IL-10 and parasite density in spleen and liver of L. (L.) chagasi naturally infected dogs

Dogs are the main domestic reservoirs of L. (L.) chagasi. Once in the vertebrate host, the parasite can cause visceral leishmaniasis, which can also be transmitted to humans. Cytokines are key elements of the host immune response against Leishmania spp. To investigate whether tumor necrosis factor (TNF)-alpha, interleukin (IL)-4 and IL-10 are associated with pattern infection in dogs, these cytokines were quantified in the spleen and liver of dogs naturally infected with L. (L.) chagasi, with or without clinical manifestations, and their levels were correlated with the parasite load verified in these organs. A total of 40 adult dogs naturally infected with L. (L.) chagasi were assessed, together with 12 uninfected control dogs. Samples from spleen and liver were used to determine the cytokine levels by capture ELISA and for quantifying parasite load by real-time PCR. Statistical analysis was performed using the minimum Chi square method and group means were compared using the Tukey test. TNF-alpha, IL-4 and IL-10 levels in infected dogs were higher than in control groups; the liver was the main cytokine-producing organ during infection. The level of splenic TNF-alpha showed correlation with parasite load and may represent an important marker for infection process evolution, with the participation of IL-10. These results may contribute to a clearer understanding of the immune response in dogs infected with L. (L.) chagasi, which may lead to the development of prophylactic or preventive measures for these animals.

Imbalance of IL-2, IFN-gamma and IL-10 secretion in the immunosuppression associated with human paracoccidioidomycosis

Patients with paracoccidioidomycosis (PCM) display a certain degree of immunecompromise characterized by lymphocyte hyporesponsiveness to the main Paracoccidioides brasiliensis antigen (gp43). To determine whether cytokines are involved in this state, we evaluated the secretion of IL-2, IL-10 and IFN-gamma by peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from patients with the acute (AF) and chronic (CF) forms of PCM and from healthy, P. brasiliensis-sensitized subjects. gp43-stimulated PBMC from healthy subjects produced substantial amounts of IL-2, IFN-gamma and IL-10, whereas PBMC from AF and CF patients produced low levels of IL-2 and IFN-gamma but substantial amounts of IL-10, Phytohaemagglutinin-induced cytokine secretion was comparable among AF and CF patients and healthy subjects, suggesting integrity of non-specific cellular immune mechanisms in PCM. gp43-pulsed adherent cells, but not non-adherent cells, mere the main source of IL-10, Moreover, IL-2 and IFN-gamma secretion correlated inversely with the amount of specific antibodies produced by patients and healthy subjects. Our results suggest that the imbalance in cytokine production of patients with PCM plays a role in the gp43-hyporesponsiveness and the marked (non-protective) antibody production of these patients. (C) 2001 Academic Press.

Molecular mechanisms of the induction of IL-12 and its inhibition by IL- 10

Exogenously added IL-10 rapidly inhibited Staphylococcus aureus- or LPS- induced cytokine mRNA expression in human PBMCs and monocytes, with a maximal effect observed when IL-10 was added from 20 h before until 1 h after the addition of the inducers. Nuclear run-on assays revealed that the inhibition of IL-12 p40, IL-12 p35, and TNF-α was at the gene transcriptional level and that the addition of IL-10 to S. aureus- or LPS-treated PBMCs did not affect mRNA stability. The inhibitory activity of IL-10 was abrogated by cycloheximide (CHX), suggesting the involvement of a newly synthesized protein(s). The addition of CHX at 2 h before S. aureus or LPS also inhibited the accumulation of IL-12 p40 mRNA, but did not inhibit IL-12 p35 and TNF-α mRNA. This finding suggests that p40 transcription is regulated through a de novo synthesized protein factor(s), whereas the addition of CHX at 2 h after S. aureus activation caused superinduction of the IL-12 p40, IL-12 p35, and TNF-α genes. These results indicate that in human monocytes, the mechanism(s) of IL-10 suppression of both IL-12 p40 and IL-12 p35 genes is primarily seen at the transcriptional level, and that the induction of the IL-12 p40 and p35 genes have different requirements for de novo protein synthesis.