Compostos bacterianos podem ativar diretamente neurônios sensoriais, sem a necessidade do sistema imune

Sabemos que uma das piores consequências de uma infecção é a produção de dor. Até o momento, a dor causada por infecções invasivas era decorrente da resposta do próprio sistema imune contra o patógeno. Quando o sistema imune detecta o patógeno localmente, inicia-se uma resposta inflamatória clássica, culminando em sinais e sintomas, tais como dor, calor, rubor, edema e perda de função.

Porém, o grupo de Isaac Chiu, do Hospital Infantil de Boston, mostrou que o processo pode ocorrer diferentemente. As próprias bactérias da infecção poderiam ativar diretamente o neurônio, sem a presença de células imunes. O estudo começou após o próprio Chiu e A. Von Hehn (co-autor) adicionarem bactérias a um meio de cultura contendo neurônios sensoriais. Após a adição de bactérias, os neurônios começaram a responder imediatamente. De alguma forma os neurônios poderiam detectar diretamente a presença de um patógeno, mas como?

Para concretizar sua hipótese, Chiu injetou na pata de camundongos S. aureus (comumente encontrada em feridas), levando ao aparecimento de sinais de hiperalgesia (aumento da sensibilidade a dor) térmica e mecânica. E a intensidade da hiperalgesia era proporcional a quantidade de bactérias vivas no local. Porém, esses efeitos hiperalgésicos são independentes da resposta imune do hospedeiro, ocorrendo mesmo em animais nocautes para TLR-2 ou Myd88, e depletados de células T e B, neutrófilos ou monócitos. Mas o que causaria a ativação dos neurônios?

 Os autores mostraram que a S. aureus secreta dois tipos de compostos que podem se ligar diretamente ao neurônio, levando a sua despolarização precoce, isso é, é necessário um estímulo menor para que o neurônio despolarize e sinalize ao encéfalo a presença de dor periférica. Peptídios N-formilados, os quais se ligam em receptores FPR1 neuroniais, levando a uma cascata de ativação para a abertura de canais de Ca²⁺, e α-hemolisina, os quais se ligam diretamente a membrana celular dos neurônios, permitindo a passagem livre de certos íons com consequente diminuição do potencial de repouso da membrana, levando a despolarização precoce. Quando esses neurônios sensoriais foram eliminados geneticamente (por meio da eliminação de neurônios que continham canais Nav1.8, os quais incluem os nociceptores), observou-se a eliminação dos sinais hiperalgésicos. Porém, aumentou-se a infiltração local de neutrófilos e monócitos, além da presença de linfoadenopatia no linfonodo drenante (com aumento na contagem de células T e B ali localizadas). Será que os neurônios poderiam controlar a resposta imune local?

Estudos mostram que a ativação de nociceptores pode levar a liberação reflexa de neuropeptídeos no local, os quais podem modular a resposta imune (vasodilatação e inflamação) e neuronial (diminuição do potencial de repouso da membrana). Quando os autores injetaram CGRP, um neuropeptídeo classicamente conhecido por estar aumentado durante processos hiperalgésicos no local da infecção, houve uma diminuição da linfoadenopatia, mas não da inflamação local. Isso mostra que, em processos infecciosos, os neurônios que controlam a dor podem suprimir a migração de células T e B aos linfonodos. Quando os neurônios sensoriais são eliminados, tende-se a aumentar o número de células T e B localmente durante a infecção.

Em resumo, a dor causada por bactérias pode ser uma vantagem evolutiva, permitindo que o próprio neurônio suprima a resposta imune local. O estudo sugere uma nova abordagem para o tratamento e controle da dor causada por patógenos, focando também no bloqueio da liberação de seus componentes. 

Post de Gabriel Shimizu Bassi (FMRP-USP)

 

Os Reservatórios de HIV são Maiores do que os Estimados Previamente?

              Representação esquemática das frequências  de diferentes pró-vírus do HIV-1 infectando                       linfócitos TCD4+. Fonte: Ho et al., 2013, Cell.

A terapia antirretroviral (ART) não é capaz de curar a infecção pelo HIV-1 porque pró-virus latentes persistem em linfócitos T CD4+ em repouso. Esses reservatórios latentes têm uma meia-vida longa, o que previne a cura com o uso apenas da ART. Sabe-se que a ativação de linfócitos T reverte essa latência e esses pró-vírus podem ser lisados por linfócitos T citotóxicos específicos, enquanto novas etapas de infecção são bloqueadas pela ART.

Como ensaios in vitro que ativam células infectadas latentes induzem menos de 1% de produção viral, hipotetizava-se que o restante das células continham pró-vírus não funcionais. Contudo, em estudo recente publicado na Revista Cell, pesquisadores liderados pelo Dr. Robert F. Siliciano da Johns Hopkins University demonstrou que a fração de células latentes capazes de produzir pró-vírus funcionais pode ser até 60 vezes maior do que o esperado.

Os pesquisadores encontraram que cerca de 12% das células que não eram capazes de produzir vírus após ativação in vitro, apresentavam sequência viral sem nenhuma mutação e deleção, sugerindo que as células poderiam produzir vírus funcionais. Dessa forma, quando os pesquisadores sintetizaram moléculas de DNA a partir dessa sequência, elas produziram partículas de HIV completamente infecciosas e funcionais em cultura de linhagens celulares.

Além disso, os pró-vírus não induzidos tinham promotores não metilados e estavam integrados às unidades transcricionais ativas. Dessa forma, não pode ser excluída a possibilidade de que possam tornar-se ativos in vivo. A identificação de pró-vírus não induzidos  por ativação e competentes para replicação indica que o tamanho do reservatório latente do vírus HIV-1 é muito maior do que previamente estimado, o que traz impacto importante nos estudos que visam cura viral.

Referência

Ho YC, Shan L, Hosmane NN, Wang J, Laskey SB, Rosenbloom DI, Lai J, Blankson JN, Siliciano JD, Siliciano RF. Replication-Competent Noninduced Proviruses in the Latent Reservoir Increase Barrier to HIV-1 Cure. Cell. 2013 Oct 24;155(3):540-51. doi: 10.1016/j.cell.2013.09.020.

Desvendando a função de epítopos de baixa afinidade

 

Alérgenos são proteínas heterogêneas e complexas formados por múltiplos epítopos que são reconhecidos por imunoglobulinas (Ig) de diferentes especificidades. Alérgenos típicos, como por exemplo o Ara h 3 do amendoim, apresentam somente  4-5 epítopos imunodominantes. Dentre eles 2 regiões ligam-se a IgE com alta afinidade, enquanto as outras 2 regiões ligam-se com baixa afinidade.

Um recente trabalho coordenado por um grupo de engenheiros biomoleculares tenta entender a contribuição dos epítopos de baixa afinidade no crosslink de IgE presentes na superfície de mastócitos e consequentemente na degranulação destas células.

Mastócitos originam-se de precursores da medula óssea e migram para tecidos periféricos como o intestino, pulmão, e pele. Mastócitos teciduais passam a expressar receptores de IgE (FcERI), os quais ligam-se a IgE circulantes. Em indivíduos alérgicos ou animais sensibilizados com um determinado alérgeno, uma grande quantidade de IgE com diferentes especificidades é produzida, podendo provocar massiva degranulação dos mastócitos após a exposição ao alérgeno. Esta reação é conhecida como hipersensibilidade imediata e resulta em alergias alimentares, renite alérgica, asma e dermatite atópica.    

Para mimetizar um verdadeiro antígeno, o grupo do Dr. Bilgecer criou um antígeno  multivalente (HtTA)  composto por dois haptenos de alta afinidade ( dansyl), e dois haptenos de baixa afinidade (nitrofuran), os quais podem ser reconhecidos por IgE especificas a dansyl ou dinitrofuran (DNP), respectivamente. 

Além disso, as 4 moléculas de haptenos do alérgeno foram ligadas umas a outras por curtas moléculas de etileno glicol (com cerca de 6.4 nm). Assim, a distancia  entre dois haptenos era menor do que a distancia entre dois sitos de ligação de um único anticorpo (11-13nm). Em outras palavras, cada hapteno do alérgeno tetravalente deveria ser reconhecido por diferentes moléculas de IgE na superfície de mastócitos, mas não por dois sítios de ligação de um mesmo anticorpo.  Desta forma, esta interação mimetizaria a maneira como um alérgeno liga-se a diferentes IgE na superfície destas células.

Apostando que eu consegui descrever essa engenhoca biomolecular, vou então  descrever o que foi possível observar. O alérgeno tetravalente composto por haptenos de alta e baixa afinidade resultou na degranulação de uma linhagem de basófilos de maneira similar a outro composto formado por 4 moleculas de dansyl (somente haptenos com alta afinidade). Além disso, um composto formado apenas por 2 moléculas de alta afinidade (2 dansyl) não foi suficiente para induzir a degranulação destas células. Resultados in vivo confirmaram os achados in vitro.

Vale a pena conferir!

Nat Chem Biol. 2013 Dec;9(12):789-95. doi: 10.1038/nchembio.1358. Epub 2013 Oct 6.

Inhibition of weak-affinity epitope-IgE interactions prevents mast cell degranulation.

Handlogten MW, Kiziltepe T, Serezani AP, Kaplan MH, Bilgicer B.

Source

Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, Indiana, USA.

O que faz os seres humanos mais atraentes para os mosquitos?

Auditório da Katholieke Universiteit, Leuven em 26/08/2013

Participei do "TedEX-Leuven Salon: The Senses" (Os Sentidos) enquanto estive na Bélgica recentemente em 26 de agosto último, cumprindo estágio do Ciência sem Fronteiras, e tive a oportunidade de presenciar esta brilhante palestra num dos auditórios da Katholieke Universiteit (KU-Leuven). 

Leslie B. Vosshall é investigadora do Howard Hughes Medical Institute e Robin Chemers Neustein Professor, da The Rockefeller University, onde ela é chefe do Laboratório de Neurogenética e Comportamento. O objetivo global do trabalho no lab de Vosshall é compreender como comportamentos complexos são modulados por  estímulos químicos externos e estados fisiológicos internos.

Trabalhando com moscas Drosophila melanogaster, mosquitos e seres humanos, a pesquisa da Dra Vosshall rendeu novos conhecimentos sobre como os estímulos são processados e como o odor é percebido. Em sua TEDtalk, Vosshall discorreu sobre a questão do por que os mosquitos picam algumas pessoas mais do que outras, uma questão que todos, sem dúvida, já nos perguntamos. Mosquitos fêmeas espalham de um ser humano infectado doenças mortais como a malária, dengue e febre amarela e disseminam patógenos para a próxima vítima, alimentando-se de sangue saudável. Esses mosquitos são tão eficazes porque preferem seres humanos em relação aos outros animais. Mas todos já notaram o efeito curioso que nem todos os seres humanos são igualmente atraentes. Em situações de grupo, parece que há sempre um ou dois indivíduos que sofrem com muitas picadas, enquanto outros são completamente ignorados.

Assim, ela comenta, que há um tipo de experimento que todos fazem, por exemplo, e sempre recebe comentários como esse: "minha mãe é a pessoa que sempre recebe mais picadas, por isso nós a convidamos a ficar do lado de fora da festa pra receber todas as picadas e proteger a todo o resto de nós presentes...". Então, durante suas viagens pelo mundo, a pesquisadora tem procurado entender o que há tanto nos mosquitos fêmeas quanto nos humanos que transformam alguns destes em ímãs e outros em repelentes para mosquitos...

A tentativa folclórica de explicar por que algumas pessoas são mais atraentes para os mosquitos do que outras é rica e complexa, mas algumas dessas idéias foram submetidas a um teste científico. Seria a cerveja? Ou o tipo de sangue? Ou se você é homem ou mulher ou jovem ou velho, isso interfere? A forma como você respira  (dióxido de carbono é um forte atraente) ou como seu corpo funciona em temperaturas elevadas? Banana, alho, cerveja, muito do que comemos ou bebemos pode aumentar a atratividade dos mosquitos.

Um dos experimentos foi submeter um desses "ímãs" humanos de mosquitos à picadas de insetos, mas deixando exposta somente uma pequena parte do corpo, como o braço. Os mosquitos são então atraídos provavelmente pela umidade e pelo odor que exala do braço exposto de uma voluntária. Eles procuram e sondam um capilar sangüíneo, e quando encontram, usam sua probóscide pra perfurá-lo e obter o sangue. Cada mosquito se alimenta de forma a ganhar 3 a 4 vezes o próprio peso, somente em sangue! E a razão disso é que uma fêmea sem sangue seria estéril, ou seja, jamais poderia pôr seus ovos. Durante uma refeição de apenas alguns microlitros, ela é capaz de gerar 50 a 100 mosquitinhos.

Nesta apresentação, Vosshall disseca as provas e também discute novas informações científicas sobre como os mosquitos "caçam" um humano em particular para a sua refeição sangüínea. Ela identificou os genes que modulam o odor e a percepção de dióxido de carbono em insetos. O gene Orco, membro da família odorante, é de interesse particular, porque é expresso em quase todos os neurônios olfatórios e altamente conservado na evolução dos insetos. A equipe da Dra Vosshall descobriu que o gene funciona como um correceptor, trabalhando em tandem com receptores odorantes nos dendritos dos neurônios olfatórios, e aponta esta proteína como um alvo potencial de inibidores químicos, que pode ajudar a combater doenças infecciosas transmitidas por mosquitos.

 

Fonte: http://tedxleuven.com/2013-tedxleuven-salon-senses/dr-leslie-vosshall

O vídeo da palestra também pode ser acessado aqui: http://www.youtube.com/watch?v=kwdI6QLE8tg

Referências:

1. Lefévre et al. Beer consumption increases human attractiveness to Malaria mosquitoes. 2010, PLoS One 5(3): e9546. 2010.

2. Liesch J, Bellani LL, Vosshall LB. Functional and genetic characterization of neuropeptide Y-like receptors in Aedes aegypti. PLoS Negl Trop Dis 7(10):e2486. 2013.

3. DeGennaro, Vosshall LB et al. Orco mutant mosquitoes lose strong preference for humans and are not repelled by volatile DEET. Nature 498:487-491. 2013.

Mais leseiras orientais

Por Sérgio Lira

O meeting é Engenharia em imunologia, aconteceu agora em novembro em Kyoto. Uns  gringos e uns japoneses.

Tenho pena dos gringos que chegaram ontem. Eu, old monkey, cheguei há 4 dias atrás. Ja tomei uns belos banhos (japoneses e turcos são fissurados na matéria; eu prefiro os banhos japoneses). Andei tirando uns retratos. Chegar assim de vez, de supetão, como se fala no nordeste, é pra quem não tem mãe. Isso não se faz, principalmente se você tem mais de 38 primaveras.

Vai comecar. Takeshi Watanabe abre a sessão. Ele e Youske Takahama organizam o meeting desde 2010.

Tematicamente o encontro foi organizado para discutir o uso de tecnologia pra reconstituir, ou expandir celulas imunes. Exemplo, como usar as tais IPS (induced pluripotent stem cells), tornadas realidade por Yamanaka. Falar nisso, antes do meeting passamos pelo prédio dele. Dizem que ele é detestado aqui. Levou a grana toda depois do Nobel. Kyoto é um lugar tão antigo que dizem que o Nobel é apenas um prêmio dado pelos escandinavos... O primeiro talk foi precisamente sobre células IPS.  Achei fascinante desenvolver buckets de células T citotóxicas com o intuito de atacar células cancerosas. Mas me pergunto o quanto melhor é essa abordagem comparada com os CARs (chimeric antigen receptors), desenvolvidos por June e Sadelain? Depois falaram vários engenheiros interessados em construírem órgaos linfóides usando ink-jet printers. Trabalho igualmente fascinante. Não se brinca com japonês nesse quesito.

Por fim vieram os velhos biologistas, minha turma. E aí uma constatação. Os convidados americanos foram  piores que os japoneses. Uma americana insossa. Outro cara veio e falou sobre como crescer células do fígado em linfonodos, um lugar supimpa, i wonder why.

Mas os japs deram shou de bola. Eles são difíceis de entender, mas perguntam bem, participam. O cara do IPS talk toca na banda do meu amigo Youske, que já falei aqui, trabalha no timo. E a banda dele, é lógico, se chama negative selection. O outro cara da banda deu o melhor talk. O cara é o cão. Fez um trabalho focado no desenvolvimento do baço. E o cara é um butoh dancer. Vá ver o clip do negative selection que tem ele personificando a morte de uma célula T. No intervalo fui falar com ele e descobrimos uma conexão. Gosto de um fotógrafo japonês chamado Eikoh Hosoe, que fotografou o cara com quem ele estudou....

Depois veio Toshiro Taniuchi, que fez post doc com Dan Littman e colabora com Daniel Mucida. Outro cão. O cara faz bicho como eu tiro retrato. Rapaz, o sujeito estuda regulação de transcrição no camundongo fazendo knockins como a gente fazia transfection nos anos 80. O cão, period. Veio Takeshi e mostrou como fazer um baço na cápsula renal com células do estroma do baço recém nascido. Muito bonito o trabalho dele. Ele trabalhou no Basel Institute. Conheceu os bandidos todos. Hoje tem uma posição na Universidade em Kyoto, depois de aposentar em Fukuoka. Uma posição simples, um lab pequeno, mas ainda faz coisas interessantes. Conheci Takeshi em 2012 num meeting em Hannover. Ficamos amigos. Trouxe pra ele um livro de fotos que fiz de um lugar espetacular nas montanhas chamado Koyasan.

Ele e Youske fizeram esse meeting. Youske e eu colaboramos na caracterização de ccr7 knockout mice. Gosto de Youske porque ele é um cientista sério, e porque tem um lado artístico. Ele toca baixo, e toca shamisen, aquele violão de três cordas típico do Japão. A mãe dele ensinava. Ele começou com 3-4 anos. Depois foi pro baixo. E voltou pro shamisen. É a estória do eterno retorno...

Ato 2. Fomos comer com os gringos. Os japs sabem receber. Não tem lugar melhor no mundo. Nos levaram prum restaurante pra comer comida kaiseki. A mais gloriosa comida japonesa. Ainda bem que não tinha um cricri falando de ciência a noite toda. Acho insuportável.

Ato 3. No fim de semana, fomos ver o templo Shoji-in, ou o Kokedera, o templo do musgo, onde o gramado é lindo, as cores lindas, e onde passamos meia hora escutando os monges cantarem. O Japão é incrivelmente foda.

Fomos prumas outras vilas. Fomos pra mais templos. Kyoto tem 1700 templos, 400 shrines. Uma Roma.

Depois de várias andanças fui falar no último dia, na imunologia, na Universidade de Kyoto. Meu talk tava programado pras 5, o que é rotina uma vez que ninguém quer interromper o dia de trabalho pra escutar besteira de seu ninguém. Falei sobre o trabalho mais recente do laboratório, envolvendo IL-23 e células linfóides inatas. Depois saímos pra comer com Takeshi e ele nos levou num lugar muito simples. A conversa foi boa. Ele falou de Jerne, Coutinho, Tonegawa, que conheceu quando trabalhava no Basel Institute, e de suas opiniões secretas sobre o futuro da imunologia. Ele já escutou vários futuros. Nesse de IPS ele não acredita muito. Depois eu disse que nós tínhamos visto umas gueixas. Mostrei o retrato e ele disse que elas eram fake gueixas. Rarará. Eu estava disposto a crer. Ele disse não, essa aí ta vestida de maiko (aprendiz de gueixa), mas já dobrou o cabo da boa esperança.

Fake. Uma falsa gueixa, uma falsa baiana. Falar em falsa baiana, aquela que vira os oinho, o distintíssimo compositor da dita cuja, Geraldo Pereira, gênio supremo da MPB (será que vocês sabem o que é MPB?) morreu depois de levar um murro de Madame Satã. Mas, aí também existem controvérsias, não se sabe ao certo. Aé eu fiquei pensado: zen, né nao? Tudo ilusão.

A verdade às vezes se veste de maiko e te prega uma peça.

E aqui eu me despeço, lembrando que não pode existir, fora o Recife, um lugar melhor do que o Japão.

Em que lugar do mundo você escuta o povo lhe dizendo: Gozai-mais, tá?

Comenda da Ordem Nacional do Mérito Científico para Dra Aldina Barral

     A pesquisadora da Fiocruz Bahia, Aldina Barral, recebeu a Comenda da Ordem Nacional do Mérito Científico, durante a Semana Nacional da Ciência e Tecnologia (SNCT) 2013. A insígnia de Comendador, um colar em fita vermelha e um estojo contendo medalha, miniatura, barreta e botão para lapela, foi entregue pelo ministro da Ciência, Tecnologia e Inovação e chanceler da ordem, Marco Antonio Raupp. Ao todo, foram 70 pessoas, entre cientistas e personalidades, que receberam a honraria, durante a cerimônia. 
     Considerada a mais importante condecoração no campo da ciência e tecnologia no Brasil, a Ordem Nacional do Mérito Científico foi instituída pelo Decreto 772 de 16 de março de 1993. O objetivo é premiar pesquisadores e personalidades que contribuíram para o desenvolvimento científico e tecnológico.
     Nascida no Piauí e pesquisadora do CNPq, com graduação em Medicina pela Universidade Federal da Bahia (UFBA), doutora Aldina Barral tem mestrado e doutorado em Patologia Humana pela mesma instituição, onde também exerce a função de professora adjunta. Na Fiocruz-BA, é pesquisadora titular e chefe do Laboratório de Imunoparasitologia. Membro da Academia Brasileira de Ciências, a pesquisadora já publicou mais de 207 artigos, orientou 15 dissertações, 12 teses e 3 supervisões de pós-doutorado. Suas pesquisas foram publicadas nas mais importantes revistas de imunologia e medicina tropical, incluindo New England Journal of Medicine, Science, Journal of Immunology e Journal of Infectious Diseases, entre outros. Clique aqui e acesse o lattes da pesquisadora.

Fonte:
Ascom/Fiocruz Bahia
http://www.bahia.fiocruz.br/?area=07X03&new=649