Papel de RAGE e TLR4 na modulação da resposta imune inflamatoria em PBMC de pacientes diabéticos e não diabéticos: (estudo in vitro)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Worldwide genetic variation at the 3 ' untranslated region of the HLA-G gene: balancing selection influencing genetic diversity

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise do polimorfismo da região 3’não traduzida (3’NT) do gene HLA-G de pacientes com esclerose múltipla e neuromielite óptica da região noroeste do estado de São Paulo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Murine Dendritic Cells Transcriptional Modulation upon Paracoccidioides brasiliensis Infection

Limited information is available regarding the modulation of genes involved in the innate host response to Paracoccidioides brasiliensis, the etiologic agent of paracoccidioidomycosis. Therefore, we sought to characterize, for the first time, the transcriptional profile of murine bone marrow-derived dendritic cells (DCs) at an early stage following their initial interaction with P. brasiliensis. DCs connect innate and adaptive immunity by recognizing invading pathogens and determining the type of effector T-cell that mediates an immune response. Gene expression profiles were analyzed using microarray and validated using real-time RT-PCR and protein secretion studies. A total of 299 genes were differentially expressed, many of which are involved in immunity, signal transduction, transcription and apoptosis. Genes encoding the cytokines IL-12 and TNF-alpha, along with the chemokines CCL22, CCL27 and CXCL10, were up-regulated, suggesting that P. brasiliensis induces a potent proinflammatory response in DCs. In contrast, pattern recognition receptor (PRR)-encoding genes, particularly those related to Toll-like receptors, were down-regulated or unchanged. This result prompted us to evaluate the expression profiles of dectin-1 and mannose receptor, two other important fungal PRRs that were not included in the microarray target cDNA sequences. Unlike the mannose receptor, the dectin-1 receptor gene was significantly induced, suggesting that this beta-glucan receptor participates in the recognition of P. brasiliensis. We also used a receptor inhibition assay to evaluate the roles of these receptors in coordinating the expression of several immune-related genes in DCs upon fungal exposure. Altogether, our results provide an initial characterization of early host responses to P. brasiliensis and a basis for better understanding the infectious process of this important neglected pathogen.

In vivo- und in vitro-Untersuchungen zur Immunantwort und Parasitenentwicklung bei Infektionen mit dem Darmparasiten Cryptosporidium parvum

Cryptosporidium parvum ist ein intrazellulärer protozoischer Darmparasit (Apikomplexa), der weltweit zu den bedeutendsten Erregern von Diarrhöen beim Menschen und einer Reihe von Nutztieren zählt. Vor allem immunkompromittierte Personen wie zum Beispiel AIDS-Patienten erleiden schwere, chronische bis lebensbedrohende Erkrankungen. Da nach wie vor keine effektive Therapie gegen eine Kryptosporidiose in Form eines spezifisch wirkenden Chemotherapeutikums oder einer Vakzine existiert, ist es notwendig, die Immunantwort des Wirtes gegen den Parasiten und dessen Bindung, Invasion und die intrazelluläre Entwicklung in den Epithelzellen eingehend zu studieren, um neue Ansatzpunkte zu entwickeln. Wohingegen Menschen zeitlebens suszeptibel für eine Infektion mit C. parvum sind, entwickeln Mäuse eine natürliche Resistenz und können als adulte Tiere nicht mehr infiziert werden. Daher sind Mausmodelle der Kryptosporidiose auf neonatale oder immunsupprimierte und immundefiziente adulte Mäuse beschränkt. Bei der Überwindung einer C. parvum-Infektion sind Effektoren der natürlichen und adaptiven Immunität beteiligt. Die zentrale Rolle spielen CD4+-T-Zellen, sowie Interferon-gamma und Interleukin-12. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Infektionen in IFN-gamma (GKO)- und IL-12 p40 (IL12KO)-Knockout-Mäusen (C57BL/6) etabliert, für die bereits gezeigt wurde, dass sie eine Suszeptibilität gegenüber einer Erstinfektion besitzen. Erstmals wurden die beiden Infektionsmodelle parallel unter denselben Bedingungen analysiert, um Rückschlüsse auf die Funktion und die Bedeutung der beiden Th1-Zytokine IFN-gamma und IL-12 bei der Auseinandersetzung mit dem Parasiten und der Überwindung einer Infektion ziehen zu können. Es wurden deutliche Unterschiede im Infektionsverlauf, bei der Höhe und Dauer der Parasitenausscheidung und der induzierten systemischen und mukosalen Antikörperantwort beobachtet. Zum ersten Mal konnte gezeigt werden, dass neben IL12KO auch GKO in der Lage sind, eine erste Infektion zu überwinden und eine Resistenz gegenüber einer erneuten Konfrontation mit dem Parasiten zu entwickeln. Alle Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Etablierung einer protektiven Immunität gegen eine Kryptosporidiose generell unabhängig von der Anwesenheit der Zytokine IFN-gamma und IL-12 ist, der Verlust von IFN-gamma jedoch schwerer wiegt. Bei GKO-Mäusen persistierte der Parasit in Form einer niedriggradigen chronischen Infektion. Die beiden Infektionsmodelle stellten sich als ideales System für die Etablierung einer effektiven Immunisierungsstrategie heraus. Intranasale Immunisierungen, welche neben einer systemischen auch eine mukosale Immunantwort induzieren können, schienen einen richtigen Ansatz darzustellen. Intraperitoneale und subkutane Immunisierungen führten zwar zur Ausbildung einer starken spezifischen IgG-Antwort im Serum, diese war jedoch nicht in der Lage, einen Schutz vor einer Infektion zu vermitteln. Neben den in vivo Untersuchungen wurde des Weiteren auch die intrazelluläre Entwicklung von C. parvum in einem in vitro Kultursystem verfolgt. Zum ersten Mal wurde die Genexpression von vier Oberflächenproteinen der invasiven Zoitenstadien und eines Oozystenwandproteins parallel durch RT-PCR analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass alle untersuchten Gene während der intrazellulären Entwicklung differentiell exprimiert werden, was eine unterschiedliche Funktion der Proteine während des Entwicklungszyklus nahe legt. Das Expressionsmuster der verschiedenen Gene charakterisiert bestimmte Abschnitte innerhalb des Entwicklungszyklus. Dabei wurden Marker für die Invasion (CP17) sowie für die asexuelle (GP900) und sexuelle Replikation (COWP) identifiziert.

Die kutane murine Mastzelle als Initiator angeborener und adaptiver Immunreaktionen der Haut

Für lange Zeit wurde die Mastzelle nur als Effektorzelle im Rahmen von Erkrankungen des atopischen Formenkreises gesehen. Erst lange Zeit nach ihrer ersten Beschreibung konnte gezeigt werden, dass die Mastzelle einen wichtigen Beitrag zur Abwehr von Pathogenen leistet. Dies wird vor allem durch Wege der alternativen Mastzellaktivierung, z.B. über Toll- like Rezeptoren, ermöglicht. In dieser Arbeit sollte daher zunächst die mögliche Funktion der Mastzelle bei der durch den synthetischen TLR7- Liganden Imiquimod induzierten Entzündungsreaktion der Haut und der Auswanderung von Langerhans Zellen in einem Mausmodell untersucht werden. Beide Reaktion waren dabei von Mastzellen abhängig sind. Für die frühe und schnelle Induktion der Entzündungsreaktion zeigten sich vor allem die Mastzellcytokine IL-1 und TNF-α verantwortlich. Bei der Auswanderung der Langerhans Zellen hingegen spielt das Mastzell-IL1 eine entscheidende Rolle. Imiquimod wurde in Form der Creme Aldara bereits erfolgreich zur transkutanen Immunisierung (TCI) in Mausversuchen verwendet. Da die oben beschriebenen Reaktionen, welche durch Imiquimod vermittelt werden, eine deutliche Abhängigkeit von Mastzellen zeigten, sollte nun auch die Funktion der Mastzelle bei der Entstehung einer adaptiven Immunantwort am Modell der transkutanen Immunisierung untersucht werden. Der Immunisierungserfolg und damit die Entstehung einer adaptiven Immunantwort konnte auch hier auf die Anwesenheit von Mastzellen zurückgeführt werden. Mastzellen können somit als ein weiteres wichtiges Bindeglied zwischen angeborener und erworbener Immunität gesehen werden und können so einen entscheidenden Einfluß auf die Entstehung einer adaptiven Immunantwort nehmen.

Der Transkriptionsfaktor NFATc2 ist essentiell für die Funktion von Mastzellen in vivo

Neueste Arbeiten zeigen, dass Mastzellen wichtige Funktionen innerhalb des angeborenen und erworbenen Immunsystems ausüben. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Fähigkeit der Mastzelle, auf IgE-unabhängige Signale zu reagieren und ein breites Spektrum an Cytokinen und Chemokinen zu produzieren. Transkriptionsfaktoren der NFAT-Familie sind wichtige Regulatoren der Immunhomöostase und Cytokinproduktion. In Mausmodellen führt die Defizienz des NFATc2 zu überschießenden Immunreaktionen, was ursächlich auf die Hyperreaktivität NFATc2-defizienter T-Zellen zurückgeführt wird. Demgegenüber zeigten unsere eigenen in vitro durchgeführten Arbeiten, dass die Produktion wichtiger entzündungsfördernder Cytokine in Mastzellen abhängig ist von NFATc2. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Bedeutung von NFATc2 in einem Mastzell-abhängigen Modell der transkutanen Immunisierung mit einem TLR7-Liganden als Adjuvans zu untersuchen. Experimente an NFATc2-defizienten Mäusen ergaben zunächst, dass die Schlüsselprozesse Entzündung, Auswanderung antigenpräsen-tierender Zellen, Lymphknotenhypertrophie sowie Expansion und Funktion spezifischer T-Zellen in Abwesenheit des Transkriptionsfaktors NFATc2 extrem beeinträchtigt sind. Dieser experimentell induzierte Phänotyp gleicht somit dem mastzellloser Mäuse in dieser Immunisierungsstudie. Rekonstitutionsexperimente erlaubten es, in vitro generierte Mastzellen aus NFATc2-defizienten und NFATc2-kompetenten Spendern in mastzelllose Mäuse zu transferieren und deren Reaktivität in dem angewandten TLR7-abhängigen Entzündungsmodell in vivo zu vergleichen. Hierbei zeigte sich, dass die in NFATc2-defizienten Mäusen nach transkutaner Immunisierung zu beobachtenden Beeinträchtigungen gänzlich auf die Abwesenheit des NFATc2 in Mastzellen zurückzuführen sind. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen somit, dass der Transkriptionsfaktor NFATc2 für die Funktion der Mastzelle in vivo eine bedeutsame Rolle spielt. Dies betrifft sowohl Reaktionen des angeborenen als auch des erworbenen Immunsystems. Darüber hinaus könnte NFATc2 ein wichtiges Ziel bei therapeutischen Maßnahmen gegen mastzellabhängige Krankheiten darstellen.

Analyse humaner regulatorischer T-Zellen im humanisierten Mausmodell

Regulatorische T-Zellen sind essentiell für die Aufrechterhaltung der peripheren Toleranz. Hierbei sorgen diese hocheffektiven Suppressorzellen für ein immunologisches Gleichgewicht, indem sie Immunantworten gegen Autoantigene sowie harmlose Nahrungs- und Umweltantigene verhindern. Andererseits können diese bei chronischen Infekten Immunantworten reduzieren sowie effektive Antitumor-Immunantworten hemmen. Aufgrund ethischer Erwägungen ist die Erforschung regulatorischer T-Zellen und deren Rolle bei der Tumorentwicklung weitestgehend auf Mausmodelle oder humane in vitro oder ex vivo Analysen beschränkt. Um diese Limitationen zu überwinden und translationale immunologische Experimente zu ermöglichen, wurde hier ein humanisiertes Mausmodell verwendet. T- und B-Zell-defiziente NOD-scid IL2Rgammanull (NSG) Mäuse wurden mit humanen CD34+ hämatopoetischen Stammzellen aus Nabelschnurblut rekonstituiert. Aus diesen Stammzellen entstanden in den Tieren vielfältige humane Immunzellen. Im murinen Thymus der NSG Tiere entwickelten sich CD4+ und CD8+ einzelpositive T-Zellen, welche als funktionelle Effektorpopulationen in die Peripherie auswanderten. Humane regulatorische T-Zellen (CD4+ CD25+ Foxp3+ CD127-) entwickelten sich ebenfalls im murinen Thymus der Tiere und machten ca. 10% der humanen peripheren CD4+ T-Zellen in den Mäusen aus. Diese humanen regulatorischen T-Zellen zeigten vorwiegend einen HLA-DR+ Phänotyp, welcher mit höchster Suppressivität assoziiert ist. Weiter verhielten sich die regualtorischen T-Zellen anergisch und bewiesen ihre Funktionalität unter anderem durch die Inhibition der Proliferation von Effektor-T-Zellen in vitro. rnSubkutan injizierte Tumorzellen eines humanen undifferenzierten pleomorphen Sarkoms wurden in den humanisierten Mäusen nicht abgestoßen und der Tumor konnte, trotz Infiltration humaner Immunzellen, ungehindert wachsen. Als mögliche Ursache hierfür zeigte sich die selektive Akkumulation regulatorischer T-Zellen im Tumor. Zusammen mit dem erhöhten Anteil humaner regulatorischer T-Zellen in der Peripherie, weisen diese Beobachtungen deutliche Parallelen mit Befunden aus humanen Patienten auf. Dies bietet somit erstmalig die Option in vivo die Rolle humaner regulatorischer T-Zellen im undifferenzierten pleomorphen Sarkom zu analysieren. Die hier gezeigten Daten machen deutlich, dass es das humanisierte Mausmodell ermöglicht, die Entstehung und Funktion humaner regulatorischer T-Zellen in vivo zu analysieren, deren Bedeutung in klinisch relevanten Modellen zu charakterisieren und somit innovative Therapien zu etablieren.

Brain infiltration of leukocytes contributes to the pathophysiology of temporal lobe epilepsy

Clinical and experimental evidence indicates that inflammatory processes contribute to the pathophysiology of epilepsy, but underlying mechanisms remain mostly unknown. Using immunohistochemistry for CD45 (common leukocyte antigen) and CD3 (T-lymphocytes), we show here microglial activation and infiltration of leukocytes in sclerotic tissue from patients with mesial temporal lobe epilepsy (TLE), as well as in a model of TLE (intrahippocampal kainic acid injection), characterized by spontaneous, nonconvulsive focal seizures. Using specific markers of lymphocytes, microglia, macrophages, and neutrophils in kainate-treated mice, we investigated with pharmacological and genetic approaches the contribution of innate and adaptive immunity to kainate-induced inflammation and neurodegeneration. Furthermore, we used EEG analysis in mutant mice lacking specific subsets of lymphocytes to explore the significance of inflammatory processes for epileptogenesis. Blood-brain barrier disruption and neurodegeneration in the kainate-lesioned hippocampus were accompanied by sustained ICAM-1 upregulation, microglial cell activation, and infiltration of CD3(+) T-cells. Moreover, macrophage infiltration was observed, selectively in the dentate gyrus where prominent granule cell dispersion was evident. Unexpectedly, depletion of peripheral macrophages by systemic clodronate liposome administration affected granule cell survival. Neurodegeneration was aggravated in kainate-lesioned mice lacking T- and B-cells (RAG1-knock-out), because of delayed invasion by Gr-1(+) neutrophils. Most strikingly, these mutant mice exhibited early onset of spontaneous recurrent seizures, suggesting a strong impact of immune-mediated responses on network excitability. Together, the concerted action of adaptive and innate immunity triggered locally by intrahippocampal kainate injection contributes seizure-suppressant and neuroprotective effects, shedding new light on neuroimmune interactions in temporal lobe epilepsy.

Single-cell analysis divides bovine monocyte-derived dendritic cells into subsets expressing either high or low levels of inducible nitric oxide synthase

Dendritic cells (DC) are important cells at the interface between innate and adaptive immunity. DC have a key role in antigen processing and presentation to T cells. Effector functions of DC related to innate immunity have not been explored extensively. We show that bovine monocyte-derived DC (mDC) express inducible nitric oxide synthase (iNOS) mRNA and protein and produce NO upon triggering with interferon-gamma (IFN-gamma) and heat-killed Listeria monocytogenes (HKLM). An immunocytochemical analysis revealed that a sizeable subset (20-60%) copiously expresses iNOS (iNOShi) upon IFN-gamma/HKLM triggering, whereas the other subset expressed low levels of iNOS (iNOSlo). Monocyte-derived macrophages (mMphi) are more homogeneous with regard to iNOS expression. The number of cells within the iNOSlo mDC subset is considerably larger than the number of dead cells or cells unresponsive to IFN-gamma/HKLM. The large majority of cells translocated p65 to the nucleus upon triggering by IFN-gamma/HKLM. A contamination of mDC with iNOS-expressing mMphi was excluded as follows. (i) Cell surface marker analysis suggested that mDC were relatively homogeneous, and no evidence for a contaminating subset expressing macrophage markers (e.g. high levels of CD14) was obtained. (ii) iNOS expression was stronger in iNOShi mDC than in mMphi. The use of maturation-promoting stimuli revealed only subtle phenotypic differences between immature and mature DC in cattle. Nevertheless, these stimuli promoted development of considerably fewer iNOShi mDC upon triggering with IFN-gamma/HKLM. Immunocytochemical results showed that although a significant proportion of cells expressed iNOS only or TNF only upon triggering with IFN-gamma/HKLM, a significant number of cells expressed both iNOS and TNF, suggesting that TNF and iNOS producing (TIP) DC are present within bovine mDC populations obtained in vitro.

Mechanisms of airway obliteration after lung transplantation

Post-transplant bronchiolitis obliterans, also called bronchiolitis obliterans syndrome, affects up to 50-60% of patients who survive 5 yr after surgery according to its clinical definition, which is based on the degree of obstructive airway disease. Alloimmune-independent and -dependent mechanisms produce injuries and inflammation of epithelial cells and subepithelial structures, leading to aberrant tissue repair. The triggering of innate immunity by various infections or chemical injuries after, for example, gastroesophageal reflux, may lead to the release of danger signals that are able to activate dendritic cells, a crucial link with adaptive immunity. Inflammation can also increase the expression and display of major histocompatibility alloantigens and thus favor the initiation of rejection episodes. These phenomena may be limited in time and location or may be protracted. Reducing the risk of alloimmune-independent factors may be as important as treating acute episodes of lung rejection. Excessive immunosuppression may be deleterious by increasing the risk of infection, thereby triggering innate and adaptive immunity. New potential therapeutic targets are emerging from the research performed on leukotriene receptors, chemokine receptors, and growth factors. Neutralizing these molecules reduces the initial mononuclear and polynuclear infiltrates or the subsequent fibroproliferative process and the neovascular changes, feeding this process.

Natural antibodies target virus-antibody complexes to organized lymphoid tissue

Natural antibodies (NA) specific for infectious pathogens are found at low titer (usually <1:40) in the serum of healthy, non-immunized, individuals. Therefore, NA are part of the first line of defence against blood borne microorganisms. They directly neutralize viral infections or lyse pathogens by activating the complement cascade. In addition, recent studies highlighted their role in the pooling of infectious pathogens and other antigens to the spleen. This prevents infection of vital target organs and enhances the induction of adaptive immune responses. Specific T and B-cell responses are exclusively induced in highly organized secondary lymphoid organs including lymph nodes and the spleen. As a consequence, mice with disrupted microorganisation of lymphoid organs have defective adaptive immunity. In addition, some pathogens including lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV), Leishmania and HIV developed strategies to destroy the splenic architecture in order to induce an acquired immunosuppression and to establish persistent infection. NA antibodies enhance early neutralizing antibodies in the absence of T help mainly by targeting antigen to the splenic marginal zone. In addition, by activating the complement cascade, NA enhance T cell and T-cell dependent B-cell responses. Therefore, natural antibodies are an important link between innate and adaptive immunity.

Antibodies to flagellin indicate reactivity to bacterial antigens in IBS patients

One of the several possible causes of irritable bowel syndrome (IBS) is thought to be low-grade mucosal inflammation. Flagellin, the primary structural component of bacterial flagellae, was shown in inflammatory bowel disease patients to activate the innate and adaptive immunity. It has not yet been conclusively established if IBS patients show reactivity to luminal antigens. In 266 patients [112 IBS, 61 Crohn's disease (CD), 50 ulcerative colitis (UC) and 43 healthy controls (HC)], we measured antibodies to flagellin (FAB, types A4-Fla2 and Fla-X), anti-Saccharomyces cerevisiae antibodies (ASCA) (both ELISA), antipancreas antibodies (PAB) and perinuclear antineutrophil cytoplasmatic antibodies (p-ANCA) (both IF). All IBS patients had normal fecal calprotectin (mean 21 microg mL(-1), SD 6.6) and fulfilled the ROME II criteria. Frequencies of antibodies in patients with IBS, CD, UC and HC, respectively, are as follows (in per cent): antibodies against A4-Fla2: 29/48/8/7; antibodies against Fla-X: 26/52/10/7; ASCA: 6/59/0/2; p-ANCA: 0/10/52/0; and PAB: 0/28/0/0. Antibodies against A4-Fla2 and Fla-X were significantly more frequent in IBS patients than in HC (P = 0.004 and P = 0.009). Antibodies to A4-Fla2 and Fla-X were significantly more frequent in IBS patients with antecedent gastroenteritis compared to non-postinfectious IBS patients (P = 0.002 and P = 0.012). In contrast to ASCA, PAB and p-ANCA, antibodies against A4-Fla2 and Fla-X were found significantly more often in IBS patients, particularly in those with postinfectious IBS, compared to HC. This observation supports the concept that immune reactivity to luminal antigens has a putative role in the development of IBS, at least in a subset of patients.

Cell death in allergic diseases

Apoptosis, the most common form of cell death, is a key mechanism in the build up and maintenance of both innate and adaptive immunity. Central to the apoptotic process is a family of intracellular cysteine proteases with aspartate-specificity, called caspases. Caspases are counter-regulated by multiple anti-apoptotic molecules, and the expression of the latter in leukocytes is largely dependent on survival factors. Therefore, the physiologic rates of apoptosis change under pathologic conditions. For instance, in inflammation, the expression of survival factors is usually elevated, resulting in increased cell survival and consequently in the accumulation of the involved immune cells. In many allergic diseases, eosinophil apoptosis is delayed contributing to both blood and tissue eosinophilia. Besides eosinophils, apoptosis of other leukocytes is also frequently prevented or delayed during allergic inflammatory processes. In contrast to inflammatory cells, accelerated cell death is often observed in epithelial cells, a mechanism, which amplifies or at least maintains allergic inflammation. In conclusion, deregulated cell death is a common phenomenon of allergic diseases that likely plays an important role in their pathogenesis. Whether the apoptosis is too little or too much depends on the cell type. In this review, we discuss the regulation of the lifespan of the participating leukocytes in allergic inflammatory responses.

Active uptake of dendritic cell-derived exovesicles by epithelial cells induces the release of inflammatory mediators through a TNF-alpha-mediated pathway

Dendritic cells (DCs) can release hundreds of membrane vesicles, called exovesicles, which are able to activate resting DCs and distribute antigen. Here, we examined the role of mature DC-derived exovesicles in innate and adaptive immunity, in particular their capacity to activate epithelial cells. Our analysis of exovesicle contents showed that exovesicles contain major histocompatibility complex-II, CD40, and CD83 molecules in addition to tumor necrosis factor (TNF) receptors, TNFRI and TNFRII, and are important carriers of TNF-alpha. These exovesicles are rapidly internalized by epithelial cells, inducing the release of cytokines and chemokines, but do not transfer an alloantigen-presenting capacity to epithelial cells. Part of this activation appears to involve the TNF-alpha-mediated pathway, highlighting the key role of DC-derived exovesicles, not only in adaptive immunity, but also in innate immunity by triggering innate immune responses and activating neighboring epithelial cells to release cytokines and chemokines, thereby amplifying the magnitude of the innate immune response.