Characterization of in vitro Chlamydia muridarum persistence and utilization in an in vivo mouse model of Chlamydia vaccine

Problem: Chlamydia trachomatis genital tract infections are easily treated with antibiotics, however the majority of infections are asymptomatic and therefore untreated, highlighting the need for a vaccine. Because most infections are asymptomatic, vaccination could potentially be administered to individuals who may have an acute infection at that time. In such individuals the effect of vaccination on the existing infection is unknown; however one potential outcome could be the development of a persistent infection. In vitro chlamydial persistence has been well characterized in various strains, however there have been no reported studies in C. muridarum. Method of Study: We performed ultrastructural characterization, and transcriptome analysis of selected genes. We then used the transcriptional profiles of the selected genes to examine whether intranasal immunization of mice during an active genital infection would induce persistence in the upper reproductive tract of female mice. Results and Conclusions: We found that persistence developed in the oviducts of mice as a result of immunization. This is a significant finding, not only because it is the first time that C. muridarum persistence has been characterized in vitro, but also due to the fact that there is minimal characterization of in vivo persistence of any chlamydial species. This highlights the importance of the timing of vaccination in individuals.

The development of an effective vaccine against Chlamydia : utilisation of a non-toxic mucosal adjuvant to generate a protective mucosal response

Chlamydia is responsible for a wide range of diseases with enormous global economic and health burden. As the majority of chlamydial infections are asymptomatic, a vaccine has greatest potential to reduce infection and disease prevalence. Protective immunity against Chlamydia requires the induction of a mucosal immune response, ideally, at the multiple sites in the body where an infection can be established. Mucosal immunity is most effectively stimulated by targeting vaccination to the epithelium, which is best accomplished by direct vaccine application to mucosal surfaces rather than by injection. The efficacy of needle-free vaccines however is reliant on a powerful adjuvant to overcome mucosal tolerance. As very few adjuvants have proven able to elicit mucosal immunity without harmful side effects, there is a need to develop non-toxic adjuvants or safer ways to administered pre-existing toxic adjuvants. In the present study we investigated the novel non-toxic mucosal adjuvant CTA1-DD. The immunogenicity of CTA1-DD was compared to our "gold-standard" mucosal adjuvant combination of cholera toxin (CT) and cytosine-phosphate-guanosine oligodeoxynucleotide (CpG-ODN). We also utilised different needle-free immunisation routes, intranasal (IN), sublingual (SL) and transcutaneous (TC), to stimulate the induction of immunity at multiple mucosal surfaces in the body where Chlamydia are known to infect. Moreover, administering each adjuvant by different routes may also limit the toxicity of the CT/CpG adjuvant, currently restricted from use in humans. Mice were immunised with either adjuvant together with the chlamydial major outer membrane protein (MOMP) to evaluate vaccine safety and quantify the induction of antigen-specific mucosal immune responses. The level of protection against infection and disease was also assessed in vaccinated animals following a live genital or respiratory tract infectious challenge. The non-toxic CTA1-DD was found to be safe and immunogenic when delivered via the IN route in mice, inducing a comparable mucosal response and level of protective immunity against chlamydial challenge to its toxic CT/CpG counterpart administered by the same route. The utilisation of different routes of immunisation strongly influenced the distribution of antigen-specific responses to distant mucosal surfaces and also abrogated the toxicity of CT/CpG. The CT/CpG-adjuvanted vaccine was safe when administered by the SL and TC routes and conferred partial immunity against infection and pathology in both challenge models. This protection was attributed to the induction of antigen-specific pro-inflammatory cellular responses in the lymph nodes regional to the site of infection and rather than in the spleen. Development of non-toxic adjuvants and effective ways to reduce the side effects of toxic adjuvants has profound implications for vaccine development, particularly against mucosal pathogens like Chlamydia. Interestingly, we also identified two contrasting vaccines in both infection models capable of preventing infection or pathology exclusively. This indicated that the development of pathology following an infection of vaccinated animals was independent of bacterial load and was instead the result of immunopathology, potentially driven by the adaptive immune response generated following immunisation. While both vaccines expressed high levels of interleukin (IL)-17 cytokines, the pathology protected group displayed significantly reduced expression of corresponding IL-17 receptors and hence an inhibition of signalling. This indicated that the balance of IL-17-mediated responses defines the degree of protection against infection and tissue damage generated following vaccination. This study has enabled us to better understand the immune basis of pathology and protection, necessary to design more effective vaccines.

The duration of Chlamydia muridarum genital tract infection and associated chronic pathological changes are reduced in IL-17 knockout mice but protection is not increased further by immunization

IL-17 is believed to be important for protection against extracellular pathogens, where clearance is dependent on neutrophil recruitment and local activation of epithelial cell defences. However, the role of IL-17 in protection against intracellular pathogens such as Chlamydia is less clear. We have compared (i) the course of natural genital tract C. muridarum infection, (ii) the development of oviduct pathology and (iii) the development of vaccine-induced immunity against infection in wild type (WT) BALB/c and IL-17 knockout mice (IL-17-/-) to determine if IL-17-mediated immunity is implicated in the development of infection-induced pathology and/or protection. Both the magnitude and duration of genital infection was significantly reduced in IL-17-/- mice compared to BALB/c. Similarly, hydrosalpinx was also greatly reduced in IL-17-/- mice and this correlated with reduced neutrophil and macrophage infiltration of oviduct tissues. Matrix metalloproteinase (MMP) 9 and MMP2 were increased in WT oviducts compared to IL-17-/- animals at day 7 post-infection. In contrast, oviducts from IL-17-/- mice contained higher MMP9 and MMP2 at day 21. Infection also elicited higher levels of Chlamydia-neutralizing antibody in serum of IL-17-/- mice than WT mice. Following intranasal immunization with C. muridarum Major Outer Membrane Protein (MOMP) and cholera toxin plus CpG adjuvants, significantly higher levels of chlamydial MOMP-specific IgG and IgA were found in serum and vaginal washes of IL-17-/- mice. T cell proliferation and IFNγ production by splenocytes was greater in WT animals following in vitro re-stimulation, however vaccination was only effective at reducing infection in WT, not IL-17-/- mice. Intranasal or transcutaneous immunization protected WT but not IL-17-/- mice against hydrosalpinx development. Our data show that in the absence of IL-17, the severity of C. muridarum genital infection and associated oviduct pathology are significantly attenuated, however neither infection or pathology can be reduced further by vaccination protocols that effectively protect WT mice.

Immunity against a Chlamydia infection and disease may be determined by a balance of IL-17 signaling

Most vaccines developed against Chlamydia using animal models provide partial protection against a genital tract infection. However, protection against the oviduct pathology associated with infertility is highly variable and often has no defining immunological correlate. When comparing two adjuvants (CTA1-DD and a combination of Cholera toxin plus CpG- oligodeoxynucleotide–CT/CpG) combined with the chlamydial major outer membrane protein (MOMP) antigen and delivered via the intranasal (IN), sublingual (SL) or transcutaneous (TC) routes, we identified two vaccine groups with contrasting outcomes following infection. SL immunization with MOMP/CTA1-DD induced a 70% reduction in the incidence of oviduct pathology, without significantly altering the course of infection. Conversely, IN immunization with MOMP/CT/CpG prevented an ascending infection, but not the oviduct pathology. This anomaly presented a unique opportunity to study the mechanisms by which vaccines can prevent oviduct pathology, other than by controlling the infection. The IL-17 signaling in the oviducts was found to associate with both the enhancement of immunity to infection and the development of oviduct pathology. This conflicting role of IL-17 may provide some explanation for the discordance in protection between infection and disease and suggests that controlling immunopathology, as opposed to the rapid eradication of the infection, may be essential for an effective human chlamydial vaccine that prevents infertility.

Immunization with a MOMP-based vaccine protects mice against a Pulmonary Chlamydia challenge and identifies a disconnection between infection and pathology

Chlamydia pneumoniae is responsible for up to 20% of community acquired pneumonia and can exacerbate chronic inflammatory diseases. As the majority of infections are either mild or asymptomatic, a vaccine is recognized to have the greatest potential to reduce infection and disease prevalence. Using the C. muridarum mouse model of infection, we immunized animals via the intranasal (IN), sublingual (SL) or transcutaneous (TC) routes, with recombinant chlamydial major outer membrane protein (MOMP) combined with adjuvants CTA1-DD or a combination of cholera toxin/CpG-oligodeoxynucleotide (CT/CpG). Vaccinated animals were challenged IN with C. muridarum and protection against infection and pathology was assessed. SL and TC immunization with MOMP and CT/CpG was the most protective, significantly reducing chlamydial burden in the lungs and preventing weight loss, which was similar to the protection induced by a previous live infection. Unlike a previous infection however, these vaccinations also provided almost complete protection against fibrotic scarring in the lungs. Protection against infection was associated with antigen-specific production of IFNγ, TNFα and IL-17 by splenocytes, however, protection against both infection and pathology required the induction of a similar pro-inflammatory response in the respiratory tract draining lymph nodes. Interestingly, we also identified two contrasting vaccinations capable of preventing infection or pathology individually. Animals IN immunized with MOMP and either adjuvant were protected from infection, but not the pathology. Conversely, animals TC immunized with MOMP and CTA1-DD were protected from pathology, even though the chlamydial burden in this group was equivalent to the unimmunized controls. This suggests that the development of pathology following an IN infection of vaccinated animals was independent of bacterial load and may have been driven instead by the adaptive immune response generated following immunization. This identifies a disconnection between the control of infection and the development of pathology, which may influence the design of future vaccines.

DNA molecules and human therapeutics

Nucleic acid molecules are championing a new generation of reverse engineered biopharmaceuticals. In terms of potential application in gene medicine, plasmid DNA (pDNA) vectors have exceptional therapeutic and immunological profiles as they are free from safety concerns associated with viral vectors, display non-toxicity and are simpler to develop. This review addresses the potential applications of pDNA molecules in vaccine design/development and gene therapy via recombinant DNA technology as well as a staged delivery mechanism for the introduction of plasmid-borne gene to target cells via the nasal route.

A role for nocturnal serum testosterone surge in regulating spermatogenesis in the adult non-human primate

Adult male bonnet monkeys exhibit nychthemeral rhythms in testosterone (T) secretion but the precise role of this heightened level of T secretion in regulating spermatogenesis is not known. Intranasal administration of microdoses (500 mu g or 250 mu g/day) of Norethisterone (IN-NET) to adult monkeys (n = 6) at 1600 h each day selectively and completely suppressed the nocturnal surge levels of serum T. Concomitant with this was a significant reduction (P<0.01) in serum LH but not FSH levels. DNA flow cytometric analysis of testicular biopsy tissue showed by week 10 of IN-NET treatment an arrest in meiotic transformation of primary spermatocytes (4C) to round/elongate (1C/HC) spermatids and by week 20 there was a complete absence of 4C, 1C and HC cells (with a relative accumulation in 2C cells). The accumulated meiotic (4C) cells at week 10 showed an increase (>80%, P<0.01) in coefficient of variation and a decrease in intensity of DNA-bound ethidium bromide fluorescence, parameters characteristic of degenerating 'apoptotic' subpopulation of germ cells. While two monkeys exhibited acute oligozoospermia 4 became azoospermic by 20 weeks of IN-NET treatment. A complete, qualitative reversal in the regressive changes in spermatogenesis and near-normal sperm output were apparent at the end of a 20-week recovery phase. These data demonstrate that prolonged, selective suppression of nocturnal surge levels of serum T secretion exerts a primary effect on meiosis in spermatogenesis leading to oligo/azoospermic status in adult bonnet monkeys.

O envolvimento do estresse oxidativo e nitrosativo em modelo de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) induzido por elastase

Esse estudo buscou investigar o papel do estresse oxidativo e nitrosativo no enfisema pulmonar induzido por elastase. Foram utilizados camundongos machos C57BL/6 submetidos a dois modelos de indução do enfisema por elastase pancreática suína (PPE): intratraqueal (i.t.) e intranasal (i.n.). No modelo intratraqueal a PPE foi instilada nas doses de 0,05 U ou 0,5 U/camundongo para avaliação temporal do enfisema 7, 14 e 21 dias após instilação de PPE. Em outra etapa, o papel da iNOS foi avaliado através da sua inibição farmacológica por aminoguanidina (AMG) 1% na água de beber ou pela sua exclusão genética em camundongos deficientes em iNOS que tiveram o enfisema induzido por 0,5 U PPE i.t. após 21 dias. No modelo intranasal a dose de PPE foi 3 U/camundongo para avaliação temporal do enfisema (1, 7, 14 e 21 dias após PPE). O papel do estresse oxidativo e nitrosativo foi avaliado com diferentes tratamentos antioxidantes na água de beber: tempol, apocinina+alopurinol, n-acetilcisteína, vitamina C+E, e aminoguanidina durante os 21 dias de indução do enfisema. Os grupos controles foram submetidos à instilação de salina. Lavado broncoalveolar, imunoensaios, análises bioquímicas de estresse oxidativo e ensaios morfométricos foram realizados nos pulmões dos animais. O enfisema foi histologicamente alcançado em 21 dias após 0,5 U PPE i.t., evidenciado pelo aumento do diâmetro alveolar médio Lm e da densidade de volume dos espaços alveolares - Vvair em comparação ao grupo controle. TNF-α foi aumentado em 7 e 14 dias após 0,5 U PPE comparados ao controle, concomitante com a redução de IL-10 nos mesmos períodos, comparados ao controle. O estresse oxidativo foi observado na fase inicial do enfisema, com aumento dos níveis de nitrito, TBARS e superóxido dismutase no grupo 7 dias após 0,5 U PPE (i.t.) quando comparados ao controle ao passo que no modelo intranasal as alterações típicas do estresse foram vistas no grupo 1 dia após 3 U de PPE. Atividade da glutationa peroxidase foi aumentada em todos os grupos PPE (i.t.). A exposição à 0,5 U PPE induziu o aumento da iNOS, eNOS e nitrotirosina, sendo revertido no grupo PPE+AMG. Os animais tratados com AMG 1% e os deficientes em iNOS tiveram o enfisema atenuado histologicamente, mantendo o Lm e o Vvair semelhantes ao grupo controle. Os grupos tratados com n-acetilcisteína e aminoguanidina no modelo i.n. tiveram redução do Lm quando comparados ao grupo PPE. Esses resultados sugerem que as vias de estresse oxidativo e nitrosativo são disparadas pela produção de óxido nítrico via iNOS no enfisema pulmonar. A modulação da iNOS parece uma estratégia promissora no estabelecimento do enfisema pulmonar

Influência do desequilíbrio redox e resposta inflamatória na fibrose pulmonar associada a estímulo inflamatório prévio

A fibrose pulmonar é uma doença pulmonar crônica caracterizada pelo acúmulo excessivo de matriz extracelular (MEC) e um remodelamento na arquitetura pulmonar. Embora já se saiba da participação do estresse oxidativo e da inflamação na fibrose de forma isolada, é importante observar como se comporta o estresse oxidativo na fibrose quando esta ocorre associada a uma doença de base. O presente estudo teve como objetivo investigar o perfil inflamatório e oxidativo na fibrose pulmonar associado ao enfisema pulmonar prévio. Camundongos C57BL/6 foram divididos em três grupos: grupo controle (n=5) que receberam salina intranasal (50 l) e foram sacrificados no 21 dia; grupo bleomicina (BLEO) (n=15) que receberam bleomicina intratraqueal (0.1 U/animal) no dia 0 e foram sacrificados nos 7 (n=5), 14 (n=5) e 21 (n=5) dias e grupo PPE (elastase) + BLEO (n=21) que receberam elastase (3U/animal) e após 14 dias receberam bleomicina e foram sacrificados nos 14(n=7), 21 (n=7), 28 (n=7) e 35 (n=7) dias. Foram realizadas análises histológicas através de H&E e picro-sirius; análises bioquímicas para superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e glutationa-S-transferase (GST) e ELISA para Interleucina (IL)-1β e IL-6. A fibrose pulmonar ocorreu a partir do 14 dia (p<0.001) e o enfisema concomitante a fibrose pulmonar a partir do 28 dia (p<0.001) e um aumento de fibras colágenas no grupo BLEO 21(p<0.001) e PPE + BLEO 21(p<0.001). As enzimas antioxidantes CAT (p<0.01), SOD (p<0.01) e GPx (p<0.01) reduziram e a GST aumentou no grupo BLEO 21 dias (p<0.05). No grupo PPE + BLEO 21 dias houve redução das enzimas antioxidantes CAT, SOD, GPx (p<0.05) e GST. Os níveis de óxido foram altos nos grupos BLEO 21 dias (p<0.01) e PPE + BLEO 21 dias (p<0.01). A IL-1β mostrou-se elevada no grupo BLEO 7 dias quando comparado ao controle (p<0.001) e ao grupo PPE + BLEO 7 dias (p<0.01). Concluímos que a resposta inflamatória inibiu a ação do sistema antioxidante contribuindo para o agravamento da lesão. Isso sugere que terapias anti-inflamatórias podem contribuir tanto para redução da resposta inflamatória quanto de forma indireta no sistema antioxidante.

Papel regulatório da proteína anexina-1 e de seu derivado Ac2-26 no modelo experimental de asma alérgica em camundongos

A asma é uma doença inflamatória crônica caracterizada por hiper-reatividade das vias aéreas, acúmulo de eosinófilos, secreção de muco e remodelamento. No decorrer do estabelecimento do processo inflamatório, há liberação de mediadores endógenos que atuam limitando a evolução do quadro patológico e garantindo a manutenção da homeostasia (COHN, ELIAS e CHUPP, 2004). Dentre estes recebem destaque os hormônios glicocorticóides, reconhecidos por sua atividade anti-inflamatória, dependente, em parte, da geração de fatores intermediários como a proteína anexina-1 (AnxA1) (KAMAL, FLOWER e PERRETTI, 2005; PERRETTI, 2003). Neste estudo investigou-se o papel regulatório da AnxA1 e do peptídeo derivado Ac2-26 (50 - 200 g/animal) no modelo experimental de asma alérgica murina. Camundongos BALB/c (AnxA1+/+) e depletados do gene codificante para AnxA1 (AnxA1-/-) foram sensibilizados com ovoalbumina (OVA 50 g) e hidróxido de alumínio (5 mg), por via subcutânea. Após 14 dias, foi feito reforço com OVA (25 g), por via intraperitoneal, e nos dias 19, 20 e 21 foram desafiados com OVA (25 g), por via intranasal. O tratamento consistiu na administração intranasal do peptídeo Ac2-26 (50 - 200 g), 1 h antes de cada desafio. As análises foram feitas 24 h após o último desafio e incluíram: i) função pulmonar (resistência e elastância) e hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina (3 27 mg/ml) através de pletismografia invasiva; ii) alterações morfológicas através de histologia clássica; iii) quantificação de colágeno e iv) quantificação de mediadores inflamatórios através de ELISA. Verificou-se que camundongos AnxA1-/-, quando ativamente sensibilizados e desafiados com OVA apresentaram exacerbação do quadro de hiper-reatividade das vias aéreas, assim como do número de eosinófilos no lavado broncoalveolar e no infiltrado peribrônquico, deposição de colágeno e nos níveis de IL-13 em comparação aos controles AnxA1+/+. Em paralelo, observou-se que o peptídeo Ac2-26 levou a uma redução da hiper-reatividade das vias aéreas frente à estimulação com metacolina nos animais AnxA1+/+. O peptídeo Ac2-26 reduziu o infiltrado inflamatório no parênquima pulmonar e o número de eosinófilos peribronquiolares, além da produção de muco no tecido pulmonar e da geração IL-4, IL-13, eotaxina-1 e -2. Em conjunto, nossos achados mostram que os camundongos AnxA1-/- mostraram-se mais responsivos à estimulação antigênica, o que foi indicativo de que a AnxA1 parece exercer um papel regulatório importante sobre a resposta inflamatória alérgica murina. Além disso, o efeito inibitório do peptídeo Ac2-26 sobre a resposta alérgica pulmonar foi indicativo de que este se coloca como um composto anti-inflamatório e anti-alérgico promissor para utilização na terapia da asma.

Avaliação do papel do óxido nítrico no comprometimento da função pulmonar e hiper-reatividade das vias aéreas em camundongos estimulados com sílica

Silicose é uma doença pulmonar causada pela inalação de partículas de sílica, na qual vários são os mediadores inflamatórios implicados. Neste estudo investigamos o envolvimento do óxido nítrico (NO) nas alterações de função pulmonar e hiper-reatividade das vias aéreas, em camundongos estimulados com sílica por via intranasal. Foram analisados parâmetros como i) função pulmonar (resistência e elastância) e hiper-reatividade das vias aéreas ao aerossol com metacolina (3 27 mg/mL) através de sistema de pletismografia invasiva, e ii) alterações morfológicas, mediante técnicas clássicas de histologia e imuno-histoquímica. Verificamos que a instilação de partículas de sílica (10 mg) causou aumento nos níveis basais de resistência e elastância pulmonar, bem como de hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina, em tempos que variaram de 2 a 28 dias. Observamos uma correlação temporal com as alterações morfológicas no tecido pulmonar, que refletiram presença de resposta inflamatória e infiltrado celular intenso, seguidos de progressiva fibrose e formação de granulomas. Os tempos de 7 e 28 dias pós-estimulação com sílica foram selecionados para os ensaios subsequentes, por corresponderem às fases aguda e crônica da silicose experimental, respectivamente. Foram detectados níveis elevados de óxido nítrico (NO), bem como de peroxinitrito/expressão da enzima iNOS no lavado broncoalveolar e no tecido pulmonar de camundongos estimulados com sílica, respectivamente. Em outro grupo de experimentos, observamos que camundongos depletados para o gene codificante para a enzima NOS induzida (iNOS) apresentaram abolidas as respostas de aumento nos níveis basais de resistência e elastância pulmonares, bem como da hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina em comparação aos animais selvagens (C57BL/6). A inibição da resposta inflamatória e fibrótica granulomatosa foi também notada no caso dos animais nocautes para iNOS. O tratamento com 1400W, um inibidor da enzima iNOS, diminui de forma marcada as alterações de função pulmonar e fibrose tecidual verificadas nos camundongos silicóticos. Em conclusão, nossos resultados mostram que o comprometimento da função pulmonar, representado pelo aumento na resistência/elastância e hiper-reatividade das vias aéreas, mostraram-se correlacionados à maior geração de NO e de peroxinitrito, assim como da expressão da enzima iNOS. A depleção do gene codificante ou, ainda, o bloqueio da enzima iNOS aboliram a resposta de comprometimento da função pulmonar e fibrose tecidual na silicose experimental. Em conjunto estes achados indicam que o NO parece ser um mediador importante no contexto da silicose, colocando-se como um alvo terapêutico em potencial no tratamento de doenças de caráter fibrótico.

Avaliação do efeito anti-inflamatório e antiasmático da 15-deoxy-delta-12,14-prostaglandina J2 em modelos murinos de asma

A asma é um distúrbio crônico pulmonar caracterizado por inflamação, obstrução e remodelamento brônquico, levando a sintomas como sibilo, tosse e falta de ar. A terapia antiasmática consiste em corticosteroides inalados e agonistas β2 de curta ou longa duração. O tratamento é limitado por efeitos colaterais e refratariedade de alguns pacientes, justificando a necessidade de novas terapias. Estudos demonstram que a 15-deoxy-delta- 12,14-prostaglandina J2 (15d-PGJ2), um ligante endógeno de receptores ativados por proliferadores de peroxissomos do tipo gama (PPAR-γ), é capaz de reduzir a expressão de citocinas pró-inflamatórias, o que pode resultar em benefícios no tratamento de doenças com esse perfil. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial anti-inflamatório e antiasmático da 15d-PGJ2 em modelos experimentais de asma. Camundongos A/J machos foram sensibilizados nos dias 0 e 7 através de injeção subcutânea (s.c.), contendo ovoalbumina (OVA) e Al(OH)3, e desafiados com 4 instilações intranasais (i.n.) de OVA em intervalos semanais. O tratamento com 15d-PGJ2 (30 e 100 g/Kg, s.c.) foi realizado 30 min antes dos desafios a partir da terceira provocação antigênica. Em outro modelo, camundongos A/J foram desafiados intranasalmente com extrato de ácaro 3 vezes por semana durante 3 semanas. As administrações de 15d-PGJ2 (30, 70 e 100 g/Kg, s.c. e 0,65; 1,5 e 2,3 g/animal, i.n.) foram realizadas a partir da 3 semana, 30 min antes dos desafios. As análises ocorreram 24 h após o último desafio. Nossos resultados mostraram que, em camundongos previamente sensibilizados e desafiados com OVA, a administração de 15d-PGJ2 limitou significativamente o influxo peribrônquico de eosinófilos e neutrófilos, bem como a produção de muco por células caliciformes e fibrose sub-epitelial, além da hiperreatividade das vias aéreas e produção de IL-5. A redução do epitélio brônquico e das citocinas IL-13 e TNF-α foram observadas somente na maior dose administrada. No modelo HDM a inflamação e o remodelamento foram atenuados em todas as doses administradas do composto, enquanto que a hiperresponssividade brônquica foi inibida apenas nas doses de 70 e 100 μg/Kg (via sistêmica) e na dose intermediária dada topicamente (1,5 μg/animal, i.n.). Os níveis de citocinas foram atenuados pelo tratamento subcutâneo, porém somente os níveis de IL-17, eotaxina-1 e TNF-α foram inibidos com a dose intranasal de 0,65 g/animal. O aumento da expressão de NF-κB, induzido por provocação com HDM também foi reduzido significativamente pela administração de 15d-PGJ2. Em conjunto, nossos dados indicam que o tratamento com 15d-PGJ2 inibe alterações cruciais associadas à patogênese da asma, em modelos experimentais distintos da doença, demonstrando possuir grande potencial para controlar e reverter inflamação, hiperreatividade e remodelamento pulmonar desencadeados por provocação alérgica.

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.

Novos sistemas terapêuticos para administração nasal de fármacos

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas