Efeito da estimulação purinérgica sobre a produção de melatonina em macrófagos da linhagem RAW 264.7

A melatonina é um hormônio produzido de forma rítmica e no período de escuro pela glândula pineal bem como de forma não rítmica por diversos tecidos e células imunocompetentes. É sintetizada pela acetilação e metilação da serotonina pela ação das enzimas arilalquilamina N-acetiltransferase (AA-NAT) e acetilserotonina -O-metiltransferase (ASMT) que levam à formação de N-acetilserotonina (NAS) e melatonina (MEL), respectivamente. Nos últimos anos temos demonstrado que síntese de melatonina pela pineal pode ser negativamente modulada por mediadores inflamatórios e pelo ATP que atua como co-transmissor juntamente com a noradrenalina liberada no terminal nervoso simpático que a inerva. Perifericamente, contudo, estes mediadores inflamatórios apresentam um efeito contrário induzindo a produção de melatonina em células imunocompetentes. Estas observações levaram à criação da hipótese de um eixo imune-pineal. Esse trabalho teve como objetivo verificar o efeito do ATP sobre produção de melatonina em macrófagos da linhagem RAW 264.7 Os dados desse trabalho mostram que o ATP é capaz de induzir de maneira dose dependente a produção de melatonina em macrófagos através da modulação das enzimas AA-NAT e ASMT. Foi demostrado também que esse efeito é mediado pelo receptor P2X7 e que a melatonina produzida age autocrina e paracrinamente aumentando a fagocitose de particulas de zimosan. Com isso, podemos concluir que o ATP é um ativador endógeno do eixo imune-pineal

Efeito da desnutrição proteica sobre aspectos da mobilização, migração e sinalização celular. Papel da glutamina na modulação desses processos

A desnutrição é uma condição nutricional que pode afetar muitos aspectos da resposta imunológica, como alterações na migração celular, na fagocitose, na resposta bactericida, mudanças na produção de radicais livres e espécies de nitrogênio e na produção de citocinas pró-inflamatórias. Logo, indivíduos desnutridos apresentam maior susceptibilidade a infecções. Visto que a glutamina é um aminoácido de extrema importância para a funcionalidade de diversas células do sistema imune e que as mesmas apresentam aumento da utilização desse aminoácido durante processos infecciosos, investigou-se, neste trabalho, quais os efeitos da glutamina sobre alguns aspectos da mobilização, migração e sinalização celular em um modelo experimental de desnutrição proteica. Para tanto, utilizou-se camundongos da linhagem BALB/c machos, os quais foram divididos em dois grupos, Controle e Desnutrido, que passaram a receber dietas isocalóricas contendo 12% (normoproteica) e 2% de caseína (hipoproteica), respectivamente, durante 5 semanas. Para as avaliações in vivo, animais de ambos os grupos receberam por via endovenosa 100µL de solução contendo 1,25µg de LPS e após 1 hora 0,75mg/Kg de L-glutamina (GLUT). Após o período de desnutrição ou de indução ao processo inflamatório, os animais foram eutanasiados e as amostras biológicas coletas. Foram avaliados nos animais estimulados in vivo hemograma, mielograma, as citocinas IL-10 e TNF-α circulantes e a expressão de CD11b/CD18 nos granulócitos do sangue periférico. Foi avaliado, in vitro, a capacidade migratória, a expressão de CD11b/CD18 de polimorfonucleados da medula óssea e do sangue periférico, bem como a síntese de citocinas IL-1α, IL-6, IL-10, IL-12 e TNF-α e a expressão de NF-κB e IκBα em células cultivadas em meio com 0; 0,6; 2 e 10 mM de GLUT. Os animais desnutridos apresentaram anemia, leucopenia, hipoplasia medular e diminuição na concentração sérica de proteínas, albumina e pré-albumina. A GLUT, in vitro, apresentou capacidade de reduzir a produção de IL-1α e IL-6, bem como a ativação da via do NF-κB. No modelo in vivo a GLUT, em animais estimulados com LPS, alterou a cinética de migração neutrofílica e reduziu a expressão de CD18, bem como diminuiu os níveis de TNFα circulantes.

Influência do LPS e do zinco na interação mãe e filhote

O comportamento materno consiste em um conjunto de mudanças comportamentais e fisiológicas, exercidas pelos indivíduos adultos em torno dos indivíduos reprodutivamente imaturos, garantindo sua sobrevivência e a propagação de sua espécie. A interação mãe e filhote é tida tipicamente como simbiótica. Os filhotes quando separados da mãe sinalizam para serem recolhidos através de dicas olfativas, visuais e da vocalização que representa uma forma de comunicação filhote e mãe. O modelo de febre clássico e amplamente empregado envolve a utilização do lipopolissacarídeo (LPS), principal componente da parede celular de bactérias Gram-Negativas. Além da febre, as infecções apresentam uma cadeia de respostas não especificas do hospedeiro que se sabe estarem envolvidos em muitas das funções vitais, incluindo a resposta imune estas incluem a hipozinquemia. Sendo assim, fêmeas virgens, gestantes e lactantes receberam LPS (100 µg/kg, i.p.) e foram tratadas com zinco (2 mg/kg, s.c.) O peso corporal, consumo de água, ração, e a temperatura corporal foram medidas por noventa e seis horas, duas horas após a administração do LPS. No quinto dia de lactação foram observados o comportamento maternal, a atividade geral em campo aberto e a vocalização ultrassônica nos filhotes. No dia do desmame os filhotes dessas fêmeas receberam um desafio com LPS (50 µg/kg, i.p.) e duas horas após a administração, foram observados a atividade geral em campo aberto, e o burst e fagocitose de neutrófilos. Observamos que: 1) Em ratas virgens, gestantes e lactantes, a exposição ao LPS e o tratamento com zinco modificou de forma específica a temperatura e peso corporal, consumo de água e ração e a atividade geral observadas em campo aberto; 2) No período de lactação, houve redução da latência para busca do primeiro filhote. Na prole das fêmeas lactantes verificou-se que: 3) Houve alteração no padrão de vocalização dos filhotes; 4) houve alteração na atividade geral observada em campo aberto e no burst e fagocitose de neutrófilos no vigésimo primeiro dia pós natal, após um desafio com a endotoxina, Assim, os resultados indicam que a administração de LPS e o tratamento com zinco têm seus efeitos modulados conforme o estágio fisiológico em que a fêmea se encontra, e interfere com a interação mãe/filhote, resultando em efeitos de curto e longo prazo sobre o comportamento dos filhotes. A partir deste trabalho, a possibilidade da exposição de mães à endotoxina bacteriana e da modulação de seus efeitos pelo zinco programar as respostas inflamatórias dos filhos torna-se factível

Identificação de peptídeos de Escherichia coli capazes de inibir a própria fagocitose em sepse

Introdução: Sepse é uma síndrome complexa definida por resposta inflamatória sistêmica, de origem infecciosa e caracterizada por manifestações múltiplas que podem determinar disfunção ou falência de um ou mais órgãos ou sistemas. É a principal causa de morte em unidades de terapia intensiva em pacientes críticos e tem representado uma fonte constante de preocupação para os sistemas de saúde em todo o mundo, devido, principalmente, às taxas elevadas de morbimortalidade. O tratamento da sepse é um desafio e continua a ser uma tarefa difícil devido a inúmeros fatores interferentes. Um estudo do nosso grupo demonstrou que a Escherichia coli (E. coli) é capaz de se ligar CD16 de um modo independente de opsonina, levando a um aumento na resposta inflamatória e a inibição da sua própria fagocitose, por conseguinte, procurou-se identificar os peptídeos no proteoma da E. coli envolvidos neste cenário. Metodologia: Utilizando a metodologia de Phage Display, que consiste numa técnica de clonagem, que permite a expressão de diversas sequências de peptídeos na superfície de bacteriófagos, nós identificamos 2 peptídeos que obtiveram interação com CD16. Após a seleção dos peptídeos identificamos uma proteína de membrana de E.coli que possui alta similaridade com um de nossos peptídeos selecionados. Nós acreditamos que esta proteína de membrana possa estar envolvida no processo de evasão imune desenvolvida pela E.coli e parece ser um forte candidato como uma nova opção terapêutica para controlar infecções por E. coli. Conclusão: A identificação de proteínas capazes de induzir inibição de fagocitose, através do receptor CD16, pode ser usada como uma nova forma de tratamento da sepse, assim como explorada no tratamento de doenças autoimunes

Alterações na resposta imune inata e adaptativa induzidas por Escherichia coli enteroinvasora em modelo murino

Durante uma infecção, uma complexa seqüência de eventos é inkiada após a invasão do hospedeiro por microrganismos patogênicos. Escherichia coli enteroinvasora (EIEC), assim como Shigella, causa disenteria através da invasão da mucosa do cólon, levando à destruição tecidual e inflamação. Para que ocorra um processo infeccioso, porém, são necessários inóculos de 102 Shigella e 106 EIEC. Foram avaliados aspectos da resposta inflamatória desencadeada pela infecção por EIEC em modelo murino, comparativamente a Shigella. A infecção de macrófagos J774 por EIEC resultou em fagocitose bacteriana, comprometimento da viabilidade do macrófago e produção de citocinas. Macrófagos de camundongos C57BU6 infectados com EIEC produziram NO, que parece ser importante no controle da infecção. Foi observado que camundongos INOS nocaute apresentaram maior produção de citocinas pró-inflamatórias e maior letalidade após infecção do que os selvagens. EIEC induziu a migração de granulócitos e monócitos para o peritônio, e a secreção de citocinas por estas células. Houve proliferação de linfócitos em resposta aos antígenos solúveis de EIEC, mas não foi detectada produção de citocinas por estes linfócitos.Comparativamente a Shigella, EIEC escapou mais lentamente do macrófago, induziu menor produção de citocinas pró-inflamatórias e NO, e menor ativação dos linfócitos T. Estes dados sugerem o desafio com EIEC desencadeia uma resposta menos severa no hospedeiro do que Shigella, o que explicaria a forma mais branda de disenteria e resolução mais rápida do processo infeccioso causado por EIEC.

Human iPSC derived disease model of MERTK-associated retinitis pigmentosa

Retinitis pigmentosa (RP) represents a genetically heterogeneous group of retinal dystrophies affecting mainly the rod photoreceptors and in some instances also the retinal pigment epithelium (RPE) cells of the retina. Clinical symptoms and disease progression leading to moderate to severe loss of vision are well established and despite significant progress in the identification of causative genes, the disease pathology remains unclear. Lack of this understanding has so far hindered development of effective therapies. Here we report successful generation of human induced pluripotent stem cells (iPSC) from skin fibroblasts of a patient harboring a novel Ser331Cysfs*5 mutation in the MERTK gene. The patient was diagnosed with an early onset and severe form of autosomal recessive RP (arRP). Upon differentiation of these iPSC towards RPE, patient-specific RPE cells exhibited defective phagocytosis, a characteristic phenotype of MERTK deficiency observed in human patients and animal models. Thus we have created a faithful cellular model of arRP incorporating the human genetic background which will allow us to investigate in detail the disease mechanism, explore screening of a variety of therapeutic compounds/reagents and design either combined cell and gene- based therapies or independent approaches.

Immunomodulating effects of environmentally realistic copper concentrations in Mytilus edulis adapted to naturally low salinities, link to supplementary material

The monitoring of organisms' health conditions by the assessment of their immunocompetence may serve as an important criterion for the achievement of the Good Environmental Status (GES) as defined in the Marine Strategy Framework Directive (EU). In this context, the complex role of natural environmental stressors, e.g. salinity, and interfering or superimposing effects of anthropogenic chemicals, should be carefully considered, especially in scenarios of low to moderate contamination. Organisms from the Baltic Sea have adapted to the ambient salinity regime, however energetically costly osmoregulating processes may have an impact on the capability to respond to additional stress such as contamination. The assessment of multiple stressors, encompassing natural and anthropogenic factors, influencing an organisms' health was the main aim of the present study. Immune responses of Mytilus edulis, collected and kept at natural salinities of 12 per mil (LS) and 20 per mil (MS), respectively, were compared after short-term exposure (1, 7 and 13 days) to low copper concentrations (5, 9 and 16 µg/L Cu). A significant interaction of salinity and copper exposure was observed in copper accumulation. LS mussels accumulated markedly more copper than MS mussels. No combined effects were detected in cellular responses. Bacterial clearance was mostly achieved by phagocytosis, as revealed by a strong positive correlation between bacterial counts and phagocytic activity, which was particularly pronounced in LS mussels. MS mussels, on the other hand, seemingly accomplished bacterial clearance by employing additional humoral factors (16 µg/L Cu). The greatest separating factor in the PCA biplot between LS and MS mussels was the proportion of granulocytes and hyalinocytes while functional parameters (phagocytic activity and bacterial clearance) were hardly affected by salinity, but rather by copper exposure. In conclusion, immune responses of the blue mussel may be suitable and sensitive biomarkers for the assessment of ecosystem health in brackish waters (10-20 per mil S).

Continued discovery of transcriptional units expressed in cells of the mouse mononuclear phagocyte lineage

The current RIKEN transcript set represents a significant proportion of the mouse transcriptome but transcripts expressed in the innate and acquired immune systems are poorly represented. In the present study we have assessed the complexity of the transcriptome expressed in mouse macrophages before and after treatment with lipopolysaccharide, a global regulator of macrophage gene expression, using existing RIKEN 19K arrays. By comparison to array profiles of other cells and tissues, we identify a large set of macrophage-enriched genes, many of which have obvious functions in endocytosis and phagocytosis. In addition, a significant number of LPS-inducible genes were identified. The data suggest that macrophages are a complex source of mRNA for transcriptome studies. To assess complexity and identify additional macrophage expressed genes, cDNA libraries were created from purified populations of macrophage and dendritic cells, a functionally related cell type. Sequence analysis revealed a high incidence of novel mRNAs within these cDNA libraries. These studies provide insights into the depths of transcriptional complexity still untapped amongst products of inducible genes, and identify macrophage and dendritic cell populations as a starting point for sampling the inducible mammalian transcriptome.

Modulation of the antibody response by Porphyromonas gingivalis and Fusobacterium nucleatum in a mouse model

Successive immunization of mice with Fusobacterium nucleatum and Porphyromonas gingivalis has been shown to modulate the specific serum IgG responses to these organisms. The aim of this study was to investigate these antibody responses further by examining the IgG subclasses induced as well as the opsonizing properties of the specific antibodies. Serum samples from BALB/c mice immunized with F. nucleatum (gp1-F), P. gingivalis (gp2-P), P. gingivalis followed by F. nucleatum (gp3-PF) F. nucleatum followed by P. gingivalis (gp4-FP) or saline alone (gp5-S) were examined for specific IgG1 (Th2) and IgG2a (Th1) antibody levels using an ELISA and the opsonizing properties measured using a neutrophil chemiluminescence assay. While IgG1 and IgG2a subclasses were induced in all immunized groups, there was a tendency towards an IgG1 response in mice immunized with P. gingivalis alone, while immunization with F. nucleatum followed by P. gingivalis induced significantly higher anti-P. gingivalis IgG2a levels than IgG1. The maximum light output due to neutrophil phagocytosis of P. gingivalis occurred at 10 min using nonopsonized bacteria. Chemiluminescence was reduced using serum-opsonized P. gingivalis and, in particular, sera from P. gingivalis-immunized mice (gp2-P), with maximum responses occurring at 40 min. In contrast, phagocytosis of immune serum-opsonized F. nucleatum demonstrated peak light output at 10 min, while that of F. nucleatum opsonized with sera from saline injected mice (gp5-S) and control nonopsonized bacteria showed peak responses at 40 min. The lowest phagocytic response occurred using gp4-FP serum-opsonized F. nucleatum. In conclusion, the results of the present study have demonstrated a systemic Th1/Th2 response in mice immunized with P. gingivalis and/or F. nucleatum with a trend towards a Th2 response in P. gingivalis-immunized mice and a significantly increased anti-P. gingivalis IgG2a (Th1) response in mice immunized with F. nucleatum prior to P. gingivalis. Further, the inhibition of neutrophil phagocytosis of immune serum-opsonized P. gingivalis was modulated by the presence of anti-F. nucleatum antibodies, while anti-P. gingivalis antibodies induced an inhibitory effect on the phagocytic response to F. nucleatum.

Uptake of antigen encapsulated in polyethylcyanoacrylate nanoparticles by D1-dendritic cells

Polyethylcyanoacrylate (PECA) nanoparticles were prepared by interfacial polymerization of a water-in-oil microemulsion. Nanoparticles were isolated from the polymerization template by sequential ethanol washing and centrifugation. A nanocapsule preparation yielding the original particle size and distribution following redispersion in an aqueous solution was achieved by freeze-drying the isolated nanoparticles in a solution of 5% w/v sugar. The cytotoxicity and uptake of nanocapsules by dendritic cells was investigated using a murine-derived cell line (D1). PECA nanoparticles were found to adversely effect cell viability at concentrations greater than 10 mug/ml of polymer in the culture medium. In comparison to antigen in solution, cell uptake of antigen encapsulated within nanoparticles was significantly higher at both 4 and 37 degreesC. Following a 24 h incubation period, the percentage of cells taking-up antigen was also increased when antigen was encapsulated in nanoparticles as compared to antigen in solution. The uptake of nanoparticles and the effect of antigen formulation on morphological cell changes indicative of cell maturation were also investigated by scanning electron microscopy (SEM). SEM clearly demonstrated the adherence of nanoparticles to the cell surface. Incubation of D1 dendritic cells with nanoparticles containing antigen also resulted in morphological changes indicative of cell maturation similar to that observed when the cells were incubated with lipopolysaccharide. In contrast, cells incubated with antigen solution did not demonstrate such morphological changes and appeared similar to immature cells that had not been exposed to antigen.

Antiretrovirals as antimalarial agents

Recent studies have indicated that antiretroviral protease inhibitors may affect outcome in malarial disease. We have investigated the antimalarial activities of 6 commonly used antiretroviral agents. Our data indicate that, in addition to the previously published effects on cytoadherence and phagocytosis, the human immunodeficiency virus (HIV)-1 protease inhibitors saquinavir, ritonavir, and indinavir directly inhibit the growth of Plasmodium falciparum in vitro at clinically relevant concentrations. These findings are particularly important in light of both the high rate of malaria and HIV-1 coinfection in sub-Saharan Africa and the effort to employ highly active antiretroviral therapy in these regions.

Macrophages overexpressing tartrate-resistant acid phosphatase show altered profile of free radical production and enhanced capacity of bacterial killing

Activated macrophages and osteoclasts express high amounts of tartrate-resistant acid phosphatase (TRACP, acp5). TRACP has a binuclear iron center with a redox-active iron that has been shown to catalyze the formation of reactive oxygen species (ROS) by Fenton's reaction. Previous Studies Suggest that ROS generated by TRACP may participate in degradation of endocytosed bone matrix products in resorbing osteoclasts and degradation of foreign Compounds during. antigen presentation in activated macrophages. Here we have compared free radical production in macrophages of TRACP overexpressing (TRACP +) and wild-type (WT) mice. TRACP overexpression increased both ROS levels and Superoxide production. Nitric oxide production was increased in activated macrophages or WT mice, but not in TRACP+ mice, Macrophages from TRACP+ mice showed increased capacity or bacterial killing. Recombinant TRACP enzyme was capable of bacterial killing in the presence of hydrogen peroxide. These results suggest that TRACP has an important biological function in immune defense systern.

Vaccination against fowl cholera with acapsular Pasteurella multocida A : 1

We have previously constructed an acapsular Pasteurella multocida X-73 (serogroup A) mutant strain which was attenuated in virulence for chickens (Chung JY, Wilkie IW, Boyce JD, Townsend KM, Frost AJ, Ghodussi M, Adler B. Role of capsule in the pathogenesis of fowl cholera caused by Pasteurella multocida serogroup A. Infect. Immun. 2001;69:2487-2492). In this study, we have assessed the ability of this acapsular strain (PBA930) to induce protection against wild-type challenge in mice and the natural host chickens. Intramuscular administration of PBA930 to mice stimulated significant protection against X-73 and the heterologous strain P-1059 (A:3), but not against challenge with P-1662 (A:4). No protection was observed when PBA930 was introduced by the intraperitoneal or subcutaneous routes in mice. Significantly, the acapsular strain PBA930 was able to induce protection against challenge with wild type X-73 in chickens. (c) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A role for the phagosome in cytokine secretion

Membrane traffic in activated macrophages is required for two critical events in innate immunity: proinflammatory cytokine secretion and phagocytosis of pathogens. We found a joint trafficking pathway linking both actions, which may economize membrane transport and augment the immune response. Tumor necrosis factor alpha (TNF alpha) is trafficked from the Golgi to the recycling endosome (RE), where vesicle-associated membrane protein 3 mediates its delivery to the cell surface at the site of phagocytic cup formation. Fusion of the RE at the cup simultaneously allows rapid release of TNF alpha and expands the membrane for phagocytosis.