Uropathogenic Escherichia Coli engages CD14-dependent signaling to enable bladder-macrophage-dependent control of acute urinary tract infection

Background CD14, a coreceptor for several pattern recognition receptors and a widely used monocyte/macrophage marker, plays a key role in host responses to gram-negative bacteria. Despite the central role of CD14 in the inflammatory response to lipopolysaccharide and other microbial products and in the dissemination of bacteria in some infections, the signaling networks controlled by CD14 during urinary tract infection (UTI) are unknown. Methods We used uropathogenic Escherichia coli (UPEC) infection of wild-type (WT) C57BL/6 and Cd14−/− mice and RNA sequencing to define the CD14-dependent transcriptional signature and the role of CD14 in host defense against UTI in the bladder. Results UPEC induced the upregulation of Cd14 and the monocyte/macrophage-related genes Emr1/F4/80 and Csf1r/c-fms, which was associated with lower UPEC burdens in WT mice, compared with Cd14−/− mice. Exacerbation of infection in Cd14−/− mice was associated with the absence of a 491-gene transcriptional signature in the bladder that encompassed multiple host networks not previously associated with this receptor. CD14-dependent pathways included immune cell trafficking, differential cytokine production in macrophages, and interleukin 17 signaling. Depletion of monocytes/macrophages in the bladder by administration of liposomal clodronate led to higher UPEC burdens. Conclusions This study identifies new host protective and signaling roles for CD14 in the bladder during UPEC UTI.

Immunomodulatory effects of probiotic bacteria in healthy adults

Probiooteilla kantakohtaisia vaikutuksia ihmisen immuunijärjestelmään terveillä aikuisilla Probiooteilla on kantakohtaisia tulehduksen välittäjäaineita vähentäviä vaikutuksia ja probioottien yhdistelmien vaikutukset eroavat yksittäisten kantojen vaikutuksista selviää TtM Riina Kekkosen tuoreesta väitöstutkimuksesta. TtM Riina Kekkonen on selvittänyt väitöskirjassaan eri probioottikantojen vaikutuksia immuunivasteeseen valkosolumallissa sekä terveillä aikuisilla lumekontrolloiduissa kliinisissä tutkimuksissa. Aikaisemmin probioottien vaikutuksia on tutkittu lähinnä allergian ja erilaisten vatsavaivojen ehkäisyssä ja hoidossa. Probiootteja sisältäviä tuotteita käyttävät kuluttajat ovat kuitenkin useimmiten terveitä aikuisia, ja probioottien vaikutus terveiden aikuisten immuunijärjestelmään on ollut puutteellisesti selvitettyä. Valkosolumallissa probioottikantojen havaittiin poikkeavan toisistaan niiden kyvyssä aktivoida immuunivasteen välittäjäaineiden, sytokiinien, tuotantoa. Anti-inflammatorisia, eli tulehdusta lievittäviä vaikutuksia nähtiin lähinnä Bifidobacterium ja Propionibacterium sukuihin kuuluvilla kannoilla. Streptococcus ja Leuconostoc sukuihin kuuluvat kannat puolestaan aktivoivat Th1 tyyppistä, soluvälitteistä immuunivastetta. Eri probioottien kombinaatiot eivät saaneet aikaan voimakkaampaa aktivaatiota yksittäisiin kantoihin verrattuna, joka viittaa probioottien keskinäiseen kilpailuun niiden ollessa kontaktissa ihmisen solujen kanssa. Probioottikantojen valinta kliinisiin tutkimuksiin tehtiin niiden anti-inflammatoristen ominaisuuksien perusteella. Parhaita anti-inflammatorisia kantoja olivat B. lactis ssp. animalis Bb12 ja P. freudenreichii ssp. shermanii JS, joiden lisäksi tutkimuksiin valittiin myös L. rhamnosus GG (LGG) hyvin tutkittuna referenssikantana. Solutöiden tulokset eivät olleet täysin verrannollisia kliinisen työn tuloksiin, koska LGG näytti omaavan parhaat anti-inflammatoriset ominaisuudet kliinisissä tutkimuksissa vaikka solutyössä sen aikaansaamat vasteet olivat melko vaimeita. Kolmen viikon kliinisessä tutkimuksessa terveillä aikuisilla LGG alensi mm. tulehdusta kuvaavan C-reaktiivisen proteiinin ja inflammatoristen sytokiinien määrää. Pidemmässä kolmen kuukauden pituisessa kliinisessä tutkimuksessa LGG:llä ei ollut vaikutusta terveiden aikuisten infektiosairastavuuteen, mutta LGG lyhensi vatsavaivojen kestoa. Probioottien vaikutukset immuunijärjestelmään näyttävät olevan kantakohtaisia ja erityisesti Lactobacillus rhamnosus GG:llä havaittiin anti-inflammatorisia vaikutuksia. Valkosolumallia ei tulisi käyttää ainoana probioottikantojen skriinausmenetelmänä niiden immunologisia vaikutuksia selvitettäessä, koska solutöiden tulokset eivät olleet täysin verrannollisia kliinisten tutkimusten tuloksiin. Sen sijaan veren perifeeristen lymfosyyttien eristäminen ja niiden aktivoitumisen selvittäminen lyhytaikaisessa kliinisessä tutkimuksessa voisi toimia suhteellisen helppona skiinausmenetelmänä.

Characterization of cytokines, matrix metalloproteinases and toll-like receptors in human periodontal tissue destruction

Periodontal Disease affects the supporting structures of the teeth and is initiated by a microbial biofilm called dental plaque. Severity ranges from superficial inflammation of the gingiva (gingivitis) to extensive destruction of connective tissue and bone leading to tooth loss (periodontitis). In periodontitis the destruction of tissue is caused by a cascade of microbial and host factors together with proteolytic enzymes. Matrix metalloproteinases (MMPs) are known to be central mediators of the pathologic destruction in periodontitis. Initially plaque bacteria provide pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) which are sensed by Toll-like receptors (TLRs), and initiate intracellular signaling cascades leading to host inflammation. Our aim was to characterize TNF-α (tumor necrosis factor-alpha) and its type I and II receptors in periodontal tissues, as well as, the effects of TNF-α, IL-1β (interleukin-1beta) and IL-17 on the production and/or activation of MMP-3, MMP-8 and MMP-9. Furthermore we mapped the TLRs in periodontal tissues and assessed how some of the PAMPs binding to the key TLRs found in periodontal tissues affect production of TNF-α and IL-1β by gingival epithelial cells with or without combination of IL-17. TNF-α and its receptors were detected in pericoronitis. Furthermore, increased expression of interleukin-1β and vascular cell adhesion molecule-1 was found as a biological indicator of TNF-α ligand-receptor interaction. MMP-3, -8, and 9 were investigated in periodontitis affected human gingival crevicular fluid and gingival fibroblasts produced pro-MMP-3. Following that, the effect of IL-17 was studied on MMP and pro-inflammatory cytokine production. IL-17 was increased in periodontitis and up-regulated IL-1β, TNF-α, MMP-1 and MMP-3. We continued by demonstrating TLRs in gingival tissues, in which significant differences between patients with periodontitis and healthy controls were found. Finally, enzyme-linked immunosorbent assays were performed to show that the gingival cells response to inflammatory responses in a TLR-dependent manner. Briefly, this thesis demonstrates that TLRs are present in periodontal tissues and present differences in periodontitis compared to healthy controls. The cells of gingival tissues respond to inflammatory process in a TLR-dependent manner by producing pro-inflammatory cytokines. During the destruction of periodontal tissues, the release (IL-1β and TNF-α) and co-operation with other pro-inflammatory cytokines (IL-17), which in turn increase the inflammation and thus be more harmful to the host with the increased presence of MMPs (MMP-1, MMP-3, MMP-8, MMP-9) in diseased over healthy sites.

Microbe-induced Innate Immune Responses in Human Dendritic Cells

Two types of antigen-presenting cells (APCs), macrophages and dendritic cells (DCs), function at the interface of innate and adaptive immunity. Through recognition of conserved microbial patterns, they are able to detect the invading pathogens. This leads to activation of signal transduction pathways that in turn induce gene expression of various molecules required for immune responses and eventually pathogen clearance. Cytokines are among the genes induced upon detection of microbes. They play an important role in regulating host immune responses during microbial infection. Chemotactic cytokines, chemokines, are involved in migratory events of immune cells. Cytokines also promote the differentiation of distinct T cell responses. Because of the multiple roles of cytokines in the immune system, the cytokine network needs to be tightly regulated. In this work, the induction of innate immune responses was studied using human primary macrophages or DCs as cell models. Salmonella enterica serovar Typhimurium served as a model for an intracellular bacterium, whereas Sendai virus was used in virus experiments. The starting point of this study was that DCs of mouse origin had recently been characterized as host cells for Salmonella. However, only little was known about the immune responses initiated in Salmonella-infected human DCs. Thus, cellular responses of macrophages and DCs, in particular the pattern of cytokine production, to Salmonella infection were compared. Salmonella-induced macrophages and DCs were found to produce multiple cytokines including interferon (IFN) -gamma, which is conventionally produced by T and natural killer (NK) cells. Both macrophages and DCs also promoted the intracellular survival of the bacterium. Phenotypic maturation of DCs as characterized by upregulation of costimulatory and human leukocyte antigen (HLA) molecules, and production of CCL19 chemokine, were also detected upon infection with Salmonella. Another focus of this PhD work was to unravel the regulatory events controlling the expression of cytokine genes encoding for CCL19 and type III IFNs, which are central to DC biology. We found that the promoters of CCL19 and type III IFNs contain similar regulatory elements that bind nuclear factor kappaB (NF-kappaB) and interferon regulatory factors (IRFs), which could mediate transcriptional activation of the genes. The regulation of type III IFNs in virus infection resembled that of type I IFNs a cytokine class traditionally regarded as antiviral. The induction of type I and type III IFNs was also observed in response to bacterial infection. Taken together, this work identifies new details about the interaction of Salmonella with its phagocytic host cells of human origin. In addition, studies provide information on the regulatory events controlling the expression of CCL19 and the most recently identified IFN family genes, type III IFN genes.

Disease-associated polymorphisms in ERAP1 do not alter endoplasmic reticulum stress in patients with ankylosing spondylitis

The mechanism by which human leukocyte antigen B27 (HLA-B27) contributes to ankylosing spondylitis (AS) remains unclear. Genetic studies demonstrate that association with and interaction between polymorphisms of endoplasmic reticulum aminopeptidase 1 (ERAP1) and HLA-B27 influence the risk of AS. It has been hypothesised that ERAP1-mediated HLA-B27 misfolding increases endoplasmic reticulum (ER) stress, driving an interleukin (IL) 23-dependent, pro-inflammatory immune response. We tested the hypothesis that AS-risk ERAP1 variants increase ER-stress and concomitant pro-inflammatory cytokine production in HLA-B27 + but not HLA-B27-AS patients or controls. Forty-nine AS cases and 22 healthy controls were grouped according to HLA-B27 status and AS-associated ERAP1 rs30187 genotypes: HLA-B27 + ERAP1 risk, HLA-B27 + ERAP1 protective, HLA-B27-ERAP1 risk and HLA-B27-ERAP1 protective. Expression levels of ER-stress markers GRP78 (8 kDa glucose-regulated protein), CHOP (C/EBP-homologous protein) and inflammatory cytokines were determined in peripheral blood mononuclear cell and ileal biopsies. We found no differences in ER-stress gene expression between HLA-B27 + and HLA-B27-cases or healthy controls, or between cases or controls stratified by carriage of ERAP1 risk or protective alleles in the presence or absence of HLA-B27. No differences were observed between expression of IL17A or TNF (tumour necrosis factor) in HLA-B27 + ERAP1 risk, HLA-B27 + ERAP1 protective and HLA-B27-ERAP1 protective cases. These data demonstrate that aberrant ERAP1 activity and HLA-B27 carriage does not alter ER-stress levels in AS, suggesting that ERAP1 and HLA-B27 may influence disease susceptibility through other mechanisms. © 2015 Macmillan Publishers Limited.

Diverse populations of T cells with NK cell receptors accumulate in the human intestine in health and in colorectal cancer

T cells expressing NK cell receptors (NKR) display rapid MHC-unrestricted cytotoxicity and potent cytokine secretion and are thought to play roles in immunity against tumors. We have quantified and characterized NKR+ T cells freshly isolated from epithelial and lamina propria layers of duodenum and colon from 16 individuals with no evidence of gastrointestinal disease and from tumor and uninvolved tissue from 19 patients with colorectal cancer. NKR+ T cell subpopulations were differentially distributed in different intestinal compartments, and CD161+ T cells accounted for over one half of T cells at all locations tested. Most intestinal CD161+ T cells expressed alpha beta TCR and either CD4 or CD8. Significant proportions expressed HLA-DR,CD69 and Fas ligand. Upon stimulation in vitro, CD161+ T cells produced IFN-gamma and TNF-alpha but not IL-4. NKT cells expressing the Valpha24Vbeta11 TCR, which recognizes CD1d,were virtually absent from the intestine, but colonic cells produced IFN-gamma in response to the NKT cell agonist ligand alpha-galactosylceramide. NKR+ T cells were not expanded in colonic tumors compared to adjacent uninvolved tissue. The predominance, heterogeneity and differential distribution of NKR+ T cells at different intestinal locations suggests that they are central to intestinal immunity.

A Multiantigenic DNA Vaccine That Induces Broad Hepatitis C Virus-Specific T-Cell Responses in Mice

There are 3 to 4 million new hepatitis C virus (HCV) infections annually around the world, but no vaccine is available. Robust T-cell mediated responses are necessary for effective clearance of the virus, and DNA vaccines result in a cell-mediated bias. Adjuvants are often required for effective vaccination, but during natural lytic viral infections damage-associated molecular patterns (DAMPs) are released, which act as natural adjuvants. Hence, a vaccine that induces cell necrosis and releases DAMPs will result in cell-mediated immunity (CMI), similar to that resulting from natural lytic viral infection. We have generated a DNA vaccine with the ability to elicit strong CMI against the HCV nonstructural (NS) proteins (3, 4A, 4B, and 5B) by encoding a cytolytic protein, perforin (PRF), and the antigens on a single plasmid. We examined the efficacy of the vaccines in C57BL/6 mice, as determined by gamma interferon enzyme-linked immunosorbent spot assay, cell proliferation studies, and intracellular cytokine production. Initially, we showed that encoding the NS4A protein in a vaccine which encoded only NS3 reduced the immunogenicity of NS3, whereas including PRF increased NS3 immunogenicity. In contrast, the inclusion of NS4A increased the immunogenicity of the NS3, NS4B, andNS5B proteins, when encoded in a DNA vaccine that also encoded PRF. Finally, vaccines that also encoded PRF elicited similar levels of CMI against each protein after vaccination with DNA encoding NS3, NS4A, NS4B, and NS5B compared to mice vaccinated with DNA encoding only NS3 or NS4B/5B. Thus, we have developed a promising ``multiantigen'' vaccine that elicits robust CMI. IMPORTANCE Since their development, vaccines have reduced the global burden of disease. One strategy for vaccine development is to use commercially viable DNA technology, which has the potential to generate robust immune responses. Hepatitis C virus causes chronic liver infection and is a leading cause of liver cancer. To date, no vaccine is currently available, and treatment is costly and often results in side effects, limiting the number of patients who are treated. Despite recent advances in treatment, prevention remains the key to efficient control and elimination of this virus. Here, we describe a novel DNA vaccine against hepatitis C virus that is capable of inducing robust cell-mediated immune responses in mice and is a promising vaccine candidate for humans.

Candida albicans Increases Tumor Cell Adhesion to Endothelial Cells In Vitro: Intraspecific Differences and Importance of the Mannose Receptor

The dimorphic fungus Candida albicans is able to trigger a cytokine-mediated pro-inflammatory response that increases tumor cell adhesion to hepatic endothelium and metastasis. To check the intraspecific differences in this effect, we used an in vitro murine model of hepatic response against C. albicans, which made clear that tumor cells adhered more to endothelium incubated with blastoconidia, both live and killed, than germ tubes. This finding was related to the higher carbohydrate/protein ratio found in blastoconidia. In fact, destruction of mannose ligand residues on the cell surface by metaperiodate treatment significantly reduced tumor cell adhesion induced. Moreover, we also noticed that the effect of clinical strains was greater than that of the reference one. This finding could not be explained by the carbohydrate/protein data, but to explain these differences between strains, we analyzed the expression level of ten genes (ADH1, APE3, IDH2, ENO1, FBA1, ILV5, PDI1, PGK1, QCR2 and TUF1) that code for the proteins identified previously in a mannoprotein-enriched pro-metastatic fraction of C. albicans. The results corroborated that their expression was higher in clinical strains than the reference one. To confirm the importance of the mannoprotein fraction, we also demonstrate that blocking the mannose receptor decreases the effect of C. albicans and its mannoproteins, inhibiting IL-18 synthesis and tumor cell adhesion increase by around 60%. These findings could be the first step towards a new treatment for solid organ cancers based on the role of the mannose receptor in C. albicans-induced tumor progression and metastasis.

Polimorfismo genético de citocinas na população do Rio de Janeiro

Citocinas são moléculas que controlam e modulam a atividade de numerosas células por se ligarem a seus receptores específicos. As diferenças observadas na produção de citocinas entre indivíduos podem ser, pelo menos em parte, explicadas pelos polimorfismos genéticos como o polimorfismo de um único nucleotídeo (SNP). Em 181 indivíduos saudáveis não-aparentados da cidade do Rio de Janeiro (região Sudeste - Brasil), nós analisamos os polimorfismos de citocinas em genes que codificam para Fator de Necrose Tumoral-alfa (TNF-a), Fator de Crescimento Transformante-beta (TGF-b), Interleucina-10, Interleucina-6 e Interferon-gama (IFN-g). Reação em cadeia da polimerase utilizando-se iniciadores sequencia-específicos foi realizada com auxílio do kit comercial CytGen (One Lambda Inc. Canoga Park, CA, USA). Ao todo, 8 polimorfismos foram analisados: TNF-a (-308G/A); TGF-b (códon 10C/T, códon 25C/G); IL-10 (-1082A/G, -819T/C, -592A/C); IL-6 (-174C/G) e IFN-g (+874T/A). Os dados observados foram comparados a três grupos de população de diferentes regiões do Brasil (São Paulo, Paraná e Bahia) e a três populações de outros continentes (Itália, Eslováquia e Negros Norte-Americanos). O teste qui-quadrado foi utilizado para as comparações. Nossa análise da população do Rio de Janeiro mostrou que os as freqüências alélicas em IL-10, IL-6 e IFN-g são desigualmente distribuídos entre Brancos, Mulatos e Negros (p<0,05). A comparação com populações de outras regiões do Brasil revelou que Rio de Janeiro e Bahia possuem freqüências alélicas e genotípicas de TGF-b (códon 25) estatisticamente diferentes (p=0,004 e p=0,002, respectivamente). Ainda, a freqüência alélica na população do Rio de Janeiro é significativamente diferente quando comparada à população da Itália [IL-6 (-174), p=0,0092; e IFN-g (+874) p=0,0418)]; Eslováquia [IL-10(-1082), p=0,006; IL-6(-174), p=0,0002; e IFN-g(+874), p=0,0335]; e Afro-Americanos [IL-10(-819), p=0,0446; IL-6(-174), p<0,0001; e IFN-g(+874), p<0,0001]. Adicionalmente, observamos que a diferença na distribuição dos haplótipos em IL-10 (-1082/-819/-592) na população do Rio de Janeiro em comparação com a da Itália (p=0,0293) e Afro-Americanos (p=0,0025) é significativa. Portanto, concluímos que os polimorfismos em IL-10, IL-6 e IFN-g estão distribuídos de acordo com a etnia na população do Rio de Janeiro. A população do Rio de Janeiro possui freqüências de polimorfismos diferentes das populações de Bahia, Itália, Eslováquia e Afro-Americanos, mas semelhantes à população de São Paulo/Paraná. Nossas observações poderão ser úteis para futuros estudos e associação entre polimorfismos genéticos de citocinas e doenças na população do Rio de Janeiro.

A imunologia da infecção pelo HIV em pacientes com idade avançada: caracterização fenotípica e funcional da resposta imune mediada pela célula T CD4+

A proporção de idosos portadores da síndrome da imunodeficiência adquirida (aids) tem aumentado de maneira importante nos últimos anos e, até a presente data, existem poucos estudos que abordam a infecção nessa população especial. As particularidades imunológicas decorrentes do fenômeno da imunossenescência podem acarretar mudanças significativas na evolução da infecção pelo HIV, bem como na resposta ao tratamento. O objetivo maior desta Tese foi avaliar o impacto da idade na recuperação funcional do sistema imune de pacientes com aids acima de 55 anos, quando tratados adequadamente com terapia anti-retroviral, caracterizando a resultante imunológica da idade avançada e da infecção pelo HIV. Para tanto, foram estudados quatro grupos experimentais: indivíduos jovens saudáveis ou com aids, e indivíduos acima de 55 anos saudáveis ou com aids. Todos os pacientes com aids estavam recebendo terapia anti-retroviral, em sucesso terapêutico. No primeiro artigo apresentado, avaliamos resposta linfoproliferativa e produção de citocinas in vitro e resposta humoral in vivo mediante desafio antigênico com toxóide tetânico (TT) em indivíduos previamente vacinados contra o tétano. Os resultados mostraram deficiências imunológicas significativas relacionadas à idade avançada no que diz respeito a produção de IgG anti-TT, resposta linfoproliferativa e produção de IFN-. Em contrapartida, a produção de IL-10 foi significativamente maior nos indivíduos acima de 55 anos, infectados ou não pelo HIV. No segundo artigo, foram caracterizadas as subpopulações de células T mediante estímulo policlonal ou específico com antígenos do envelope do HIV (Env). Em culturas não-estimuladas de PBMC do grupo com aids e idade avançada, observamos frequência reduzida de células T naive e de memória central, associada a aumento de células T efetoras. Quando estimuladas policlonalmente, essas culturas apresentaram deficiência na produção de IFN- e hiperprodução de IL-10, como na resposta ao TT. Mediante estímulo específico com Env, a citometria de fluxo revelou frequência elevada de células T CD4+FoxP3-CD152+ com forte marcação intracelular para IL-10, indicando predomínio do fenótipo Tr-1, e não das células Treg clássicas. Interessantemente, em ambos os artigos, a replicação viral in vitro foi significativamente menor nos pacientes com aids acima de 55 anos, condizendo com a excelente resposta virológica desses pacientes ao tratamento antirretroviral. A neutralização da IL-10 com anticorpo anti-IL-10 nas culturas ativadas pelos peptídeos Env aumentou de forma significativa a replicação viral no sobrenadante. Tanto na resposta ao TT quanto aos peptídeos Env, o bloqueio da IL-10 aumentou os níveis de citocinas pró-inflamatórias, mas não melhorou a produção de IFN- dos pacientes acima de 55 anos com aids. Coletivamente, os achados dessa Tese revelam distúrbios em vários segmentos da resposta imune, particularmente no compartimento Th1, de pacientes acima 55 anos com aids e adequadamente tratados, sugerindo que, para esses pacientes, a reconstituição imune pós-tratamento não ocorre com a mesma eficácia que no jovem. Apesar do aumento da produção de IL-10 provavelmente contribuir, ao menos em parte, para o controle virológico, pode comprometer a resposta tanto ao próprio HIV, quanto a outros desafios antigênicos, a exemplo do toxóide tetânico. Sugere-se, portanto, a necessidade de recomendações específicas de manejo clínico para esse grupo de pacientes

Óleo de peixe (fonte de ácidos graxos n-3) atenua inflamação das vias aéreas e hiper-reatividade pulmonar induzida por alérgeno em camundongos

O óleo de peixe é rico em ácidos graxos poli-insaturados (AGPI) n-3 e vem sendo apontado como anti-inflamatório associado à melhora de diversas doenças de natureza inflamatória. No presente estudo, objetivou-se avaliar a influência do óleo de peixe sobre a inflamação pulmonar e hiper-reatividade em camundongos ativamente sensibilizados desafiados com ovoalbumina (OVA). Camundongos A/J machos foram alimentados com dieta standard-chow (SC) ou dieta rica em óleo de peixe (Px) durante 8 semanas. Após 4 semanas do início da dieta, cada grupo foi subdividido aleatoriamente para ser desafiado com salina (SC-SAL e PX-SAL) ou ovoalbumina (SC-OVA e PX-OVA). A função pulmonar (resistência e elastância) foi avaliada através de pletismografia invasiva, na condição de aerolização ou não com metacolina 24 horas após o último desafio antigênico. Foi realizado lavado broncoalveolar (LBA) para contagem de leucócitos e quantificação de eotaxina-2. A deposição de muco e de matriz peribronquiolar e o infiltrado de eosinófilos foram quantificados no tecido pulmonar. Foram avaliados interleucina (IL)-13 através de imunohistoquímica e NFκB, GATA-3 e PPARγ, por western-blotting. O desafio com OVA resultou em aumento da infiltração de eosinófilos, elevada produção de citocinas inflamatórias, remodelamento pulmonar, produção de muco e hiper-reatividade das vias aéreas. Detectou-se aumento na expressão dos fatores de transcrição NFκB e GATA-3 nos camundongos do grupo sensibilizado e desafiado com OVA em comparação aos controles. Todas essas alterações foram atenuadas nos camundongos que receberam dieta com óleo de peixe. Expressão elevada de PPARγ foi detectada nos pulmões dos camundongos dos grupos alimentados com óleo de peixe. Em conclusão, nossos resultados mostram que a ingestão de óleo de peixe atenuou as características clássicas do quadro asmático através da modulação da síntese de mediadores inflamatórios, via regulação negativa de NFκB e GATA-3 e regulação positiva de PPARγ. O óleo de peixe parece ser uma terapia alternativa para o controle e tratamento da asma.

Influência das proteínas motoras e CK2 no processo de interação Leishmania braziliensis-macrófago.

O gênero Leishmania é responsável por um grupo de parasitoses que podem variar desde lesões auto-limitadas até severa injúria de tecido. Estes protozoários são parasitos obrigatoriamente intracelulares, tendo o macrófago como célula hospedeira. Durante o processo de fagocitose os macrófagos utilizam a maquinaria presente em seu citoesqueleto, a qual compreende a participação de miosinas e actinas, para a formação do fagossoma. Estas proteínas estão envolvidas em processos como citocinese, tráfego intracelular de organelas e vesículas, podendo interferir com a penetração do parasito. Alguns trabalhos vêm sendo realizados visando analisar a expressão, localização e o papel de miosina e de actina em Leishamania. Estudos associados à participação destas proteínas motoras em processo vitais para a biologia do parasito podem auxiliar na compreensão de seu ciclo e permitir a geração de conhecimentos que apontem novos alvos para intervenções terapêuticas. Uma vez que a miosina é necessária no transporte intracelular, alguns estudos tentam analisar a expressão e a localização intracelular de miosinas na Leishmania. Estudos mostram a presença de atividades cinásicas do tipo CK2 em diversos tripanossomatídeos, ligadas ao crescimento celular, morfologia e infectividade de promastigotas para macrófagos. Desta maneira, como objetivo desta tese temos o estudo da participação das miosinas, actina e CK2 na infectividade da Leishmania braziliensis. Além disso, investigamos a influência destas proteínas na produção de citocinas pelos macrófagos e em sua atividade microbicida. Lipoxina, latrunculina, nocodazol e TBB promoveram uma inibição de, pelo menos, 50% no crescimento de L. braziliensis. A CK2 secretada pelo parasito foi purificada de seu sobrenadante através de coluna de HPLC e a fração 44 mostrou ser a fração correspondente a esta enzima. A lipoxina e o TBB promoveram a inibição da atividade desta enzima ao contrário da latrunculina que forneceu aumento dessa atividade. O pré-tratamento dos parasitos ou dos macrófagos com lipoxina, latrunculina, nocodazol e TBB promoveram uma inibição de cerca de 50% no índice de associação entre Leishmania e macrófagos não-ativados ou ativados por LPS e IFN-γ. Latrunculina e TBB aumentaram a produção de NO em macrófagos não ativados e não infectados enquanto que em macrófagos ativados à exceção do TBB, todas as drogas diminuíram a produção de NO. A liberação de IL-10 foi diminuída após tratamento com todas as drogas em macrófagos não ativados em ausência de promastigotas e ativados em presença do parasito. Para a produção de TNF-α há uma redução significativa em macrófagos ativados não infectados tratados com latrunculina, nocodazol e TBB. Quando ativados e infectados, os macrófagos tratados com lipoxina tiveram a produção dessa citocina aumentada, ao contrário do TBB em que houve redução. Quando avaliamos a integridade da actina verificamos que todos os compostos foram capazes de influenciar a distribuição dessa proteína, levando a uma redução no índice de associação. Ao transfectarmos a cauda da miosina Va fusionada a GFP nos macrófagos observamos que houve uma diminuição de 94% no índice de associação. Nossos dados confirmam a importância da CK2, actina e miosina Va no processo de interação parasito- macrófago.

Perfil de secreção de citocinas e de ativação de células endoteliais após interação com cepas selvagens e mutantes de Aspergillus fumigatus

Apesar do desenvolvimento de novas drogas antifúngicas e da sua utilização como terapia profilática visando à prevenção de infecções fúngicas invasivas, estas ainda constituem-se num problema emergente, com elevadas taxas de mortalidade. Neste contexto, destaca-se a aspergilose invasiva, uma infecção fúngica oportunista que acomete pacientes com neutropenia profunda e prolongada, principalmente os pacientes com leucemia aguda ou submetidos a transplante de medula óssea. Aspergillus fumigatus, um fungo filamentoso, é o principal agente etiológico da aspergilose invasiva, sendo um patógeno angioinvasivo. As hifas deste fungo são capazes de causar injúria e ativação endotelial, induzindo o endotélio a um fenótipo pró-trombótico, que por sua vez, é mediado pela secreção de citocinas pró-inflamatórias, em especial, o TNF-α. O presente trabalho teve como objetivo estudar a capacidade de cepas mutantes de A. fumigatus em ativar células endoteliais, avaliando o perfil de secreção de citocinas em meio condicionado e a expressão de fator tecidual. Resumidamente, monocamadas confluentes de células endoteliais isoladas da veia umbilical humana foram incubadas com conídios e tubos germinativos de cepas selvagens (Af293 e Ku80) e mutantes (Δugm1, ΔcalA, ΔcrzA, ΔprtT) de A. fumigatus. A taxa de adesão e endocitose destas cepas às monocamadas de HUVEC foi avaliada a partir de um ensaio quantitativo de imunofluorescência diferencial. O perfil cinético de secreção de citocinas foi determinado em meio condicionado das HUVECs, por ensaio de multiplex para IL-6, IL-8 e TNF-α. A ativação endotelial, por sua vez, foi determinada pela expressão de fator tecidual por RT-PCR em tempo real. Os resultados obtidos demonstraram que a mutante para o gene ugm1, responsável por codificar a enzima UDP-galactopiranose mutase, que converte resíduos de galactopiranose a galactofuranose, apresentou um fenótipo hiperaderente às células endoteliais e um estímulo 10 vezes maior à secreção de TNF-α e 2,5 vezes maior a secreção de IL-6, quando comparada a ativação observada para as cepas selvagens. A galactofuranose é um componente importante de glicoconjugados da parede celular de A. fumigatus. Dessa forma, a ausência desse monossacarídeo na célula fúngica leva a um mecanismo compensatório caracterizado por um aumento na expressão de moléculas de galactosaminogalactana na parede celular. De maneira contrária, mutantes para os genes calA e crzA, apresentaram um fenótipo hipoaderente às HUVECs e uma perda na capacidade de induzir a secreção de citocinas e ativar o endotélio. Essas mutantes apresentam deleções que interferem na via de cálcio/calcineurina, responsável por regular a morfogênese e virulência de A. fumigatus, além de apresentarem alterações no conteúdo de beta-1-3 glucana. Já a cepa ΔprtT, mutante para o fator de transcrição prtT que regula a secreção de múltiplas proteases, apresentou um fenótipo de adesão, estímulo e ativação endotelial semelhante ao observado para as cepas selvagens. A comparação entre a capacidade de conídios e tubos germinativos em ativar células endoteliais, corroborou achados anteriores da literatura que reportam que só hifas são capazes de ativar células endoteliais, independentemente da sua viabilidade. Os dados deste estudo permitiram concluir que dentre os componentes de superfície celular de A. fumigatus, os polímeros de galactose, em especial a galactosaminogalactana, parecem ser responsáveis, pelo menos em parte, pelos mecanismos de interação e ativação endotelial.

Assessment of the immunomodulatory effects of raw/farm milk and probiotic bacteria

The overall aims of this study were to investigate the differences between raw/farm milk and pasteurised milk with respect to potential immune modifying effects following consumption and investigate the bacterial composition of raw milk compared to pasteurised milk. Furthermore, in this thesis, panels of potential probiotic bacteria from the Bifidobacterium and Lactobacillus genera were investigated. The overall bacterial composition of raw milk was compared with pasteurised milk using samples obtained from commercial milk producers around Ireland using next generation sequencing technology (454 pyrosequencing). Here the presence of previously unrecognised and diverse bacterial populations in unpasteurised cow’s milk was identified. Futhermore the bacterial content of pasteurised milk was found to be more diverse than previously thought. The global response of the adenocarcinoma cell line HT-29 to raw milk and pasteurised milk exposures were also characterised using whole genome microarray technology. Over one thousand differentially expressed genes were identified which were found to be involved in a plethora of cellular functions. Interestingly a reduction in immune related activity (e.g. Major histocompatability complex class II signalling and T and B cell proliferation) was identified in cells exposed to pasteurised milk compared with raw milk exposures. Further studies comparing human cell response to raw versus pasteurised milk was performed using peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from healthy donors. A reduction in CD14 was identified following raw milk exposures compared with pasteurised milk and the pattern of cytokine production may indicate that gram positive bacteria in the raw milk were contributing to the differences in the cellular response to raw versus pasteurised milk. Panels of potentially probiotic bacteria (comprising of lactobacilli and bifidobacteria) were further assessed for immunomodulatory capabilities using cell culture based models. Gene expression and cytokine production were used to evaluate stimulated and unstimulated (LPS) cellular responses as well as interaction mechanisms

Investigating the role of Fas (CD95) signalling in the modification of innate immune induced inflammation

Background/Aim: It has been demonstrated that a number of pathologies occur as a result of dysregulation of the immune system. Whilst classically associated with apoptosis, the Fas (CD95) signalling pathway plays a role in inflammation. Studies have demonstrated that Fas activation augments TLR4-mediated MyD88-dependent cytokine production. Studies have also shown that the Fas adapter protein FADD is required for RIG-I-induced IFNβ production. As a similar signalling pathway exists between RIG-I, TLR3 and the MyD88- independent of TLR4, we hypothesised that Fas activation may modulate both TLR3- and TLR4-induced cytokine production. Results: Fas activation reduced poly I:C-induced IFNβ, IL-8, IL-10 and TNFα production whilst augmenting poly I:C-, poly A:U- and Sendai virus-induced IP-10 production. TLR3-, RIG-I- and MDA5-induced IP-10 luciferase activation were inhibited by the Fas adapter protein FADD using overexpression studies. Poly I:C-induced phosphorylation of p-38 and JNK MAPK were reduced by Fas activation. Overexpression of FADD induced AP-1 luciferase activation. Point mutations in the AP-1 binding site enhanced poly I:C-induced IP- 10 production. LPS-induced IL-10, IL-12, IL-8 and TNFα production were enhanced by Fas activation, whilst reducing LPS-induced IFNβ production. Absence of FADD using FADD-/- MEFs resulted in impaired IFNβ production. Overexpression studies using FADD augmented TLR4-, MyD88- and TRIF-induced IFNβ luciferase activation. Overexpression studies also suggested that enhanced TLR4-induced IFNβ production was independent of NFκB activation. Conclusion: Viral-induced IP-10 production is augmented by Fas activation by reducing the phosphorylation of p-38 and JNK MAPKs, modulating AP-1 activation. The Fas adapterprotein FADD is required for TLR4-induced IFNβ production. Studies presented here demonstrate that the Fas signalling pathway can therefore modulate the immune response. Our data demonstrates that this modulatory effect is mediated by its adapter protein FADD, tailoring the immune response by acting as a molecular switch. This ensures the appropriate immune response is mounted, thus preventing an exacerbated immune response.