Interação entre Macrófagos da Camada Muscular Externa e Neurônios Entéricos Regula a Motilidade Gastrointestinal

Interação entre macrófagos da camada muscular do intestino e neurônios entéricos. Os macrófagos secretam BMP2 que se liga aos neurônios, contribuindo para contração de células musculares, enquanto os neurônios promovem a homeostasia dos macrófagos pela produção de CSF1. Sinais provenientes da microbiota intestinal são capazes de influenciar essa interação e alterar a motilidade gastrointestinal. Fonte: Muller et al. Cell, 2014. Link: http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(14)00735-1.

Os alimentos necessitam de interações celulares para se moverem ao longo do corpo. Neurônios, células musculares e células intersticiais cooperam entre si para facilitar o trânsito do alimento no trato gastrointestinal. O peristaltismo intestinal é um processo fisiológico dinâmico influenciado por dieta e mudanças na flora microbiana. Ele é estreitamente regulado por interações celulares complexas. Entretanto, a compreensão de como esse processo é controlado é ainda incompleta.

Em estudo recente publicado na revista Cell pelo grupo liderado pela Dra. Miriam Merad do Icahn School of Medicine, Mount Sinai Hospital, New York, EUA,  a participação de uma população distinta de macrófagos presentes na camada muscular externa do intestino foi avaliada. O trabalho demonstrou que essa população de macrófagos regula a atividade peristáltica do cólon. Esse tipo celular residente no músculo liso secreta uma substância denominada proteína morfogenética do osso tipo 2 (bone morphogenetic protein 2 – BMP2), que se liga a neurônios entéricos. Essa proteína ativa o receptor BMP (BMPR) que está expresso em neurônios entéricos. Os neurônios, por sua vez, secretam o fator estimulador de colônia 1 (CSF1), um fator de crescimento necessário para o desenvolvimento de macrófagos. Essa interação neurônio-macrófago é essencial, uma vez que camundongos que não possuem quantidades suficientes do fator de crescimento BMP2 ou de macrófagos na camada muscular apresentam contrações musculares intestinais deficientes.

Além disso, estímulos induzidos por comensais microbianos regulam a expressão de BMP2 por macrófagos e a expressão de CSF1 por neurônios entéricos. Dessa forma, o estudo também mostrou que sinais provenientes da microbiota intestinal são capazes de influenciar macrófagos-neurônios entéricos e alterar a motilidade gastrointestinal. A melhor compreensão de interações neuroimunes como abordadas nesse estudo abre novas perspectivas de intervenções terapêuticas em desordens gastrointestinais.

Referências

- Muller PA, Koscsó B, Rajani GM, Stevanovic K, Berres ML, Hashimoto D, Mortha A, Leboeuf M, Li XM, Mucida D, Stanley ER, Dahan S, Margolis KG, Gershon MD, Merad M, Bogunovic M. Crosstalk between Muscularis Macrophages and Enteric Neurons Regulates Gastrointestinal Motility. Cell. 2014 Jul 17;158(2):300-13. doi: 10.1016/j.cell.2014.04.050.

- Robinette ML, Colonna M. GI Motility: Microbiota and Macrophages Join Forces. Cell. 2014 Jul 17;158(2):239-40. doi: 10.1016/j.cell.2014.06.040. 

A especialização de macrófagos peritoneais – GATA6 e a dieta

Macrófagos são células do sistema imune extremamente multifuncionais e heterogêneas responsáveis por funções tecido-específicas que demonstram a diversidade de fenótipos dessa população celular. Macrófagos alveolares, osteoclastos, micróglias e céulas de Kupffer têm funções altamente especializadas sugerindo que sinais locais podem controlar o desenvolvimento dos diferentes fenótipos. Entretanto quais são esses sinais ainda não se sabe. Dois trabalhos publicados nesta semana, um na Science pelo grupo do Phillip Taylor na Cardiff University e o outro na Cell pelo Ruslan Medzhitov em Yale, elucidam alguns dos mecanismos envolvidos na regulação da especialização de macrófagos teciduais.

   

Interessantemente, ambos os trabalhos utilizam macrófagos peritoneais (o tipo de macrófago mais bem estudado) como modelo de estudo. Analisando o perfil de expressão de genes em macrófagos isolados de diferentes tecidos assim como macrófagos derivados de medula óssea em vivo, os pesquisadores descobriram que os macrófagos peritoneais expressam o fator de transcrição GATA6 em níveis mais elevados.

O trabalho da Science ainda mostra que camundongos deficientes em GATA6 na linhagem mielóide possuem menor número de células CD11b^high F4/80^high residentes no peritônio. Além disso, a deficiência em GATA6 diminui a expressão de genes específicos nesses macrófagos sugerindo que GATA6 é fundamental para a geração dessas células. A deficiência de GATA6 também alterou a capacidade de proliferação de macrófagos peritoneais tanto na homeostase como na inflamação. Durante a peritonite aguda induzida com zymozam, macrófagos de camundongos WT têm seu número reduzido a principio porém recuperam sua proliferação enquanto que os macrófagos dos animais deficientes não são capazes de proliferar mesmo após 48 horas após o desafio.

Fig 1A. Menor número de macrófagos em camundongos deficientes para GATA6 na linhagem mielóide. Rosas et al., Science, 2014.

O estudo da Cell obteve resultados semelhantes mostrando a importância de GATA6 para especialização de macrófagos peritoneais residentes. Entretanto o grupo foi mais além na tentativa de identificar os sinais que regulam a especialização deste tipo de macrófago. Após observar que macrófagos peritoneais expressam altos níveis do receptor de ácido retinóico-α (RARα), os pesquisadores resolveram avaliar se o ácido retinóico poderia ser um desses sinais. O tratamento in vitro com um agonista de ácido retinóico assim como a depleção in vivo de Vitamina A (precursor do ácido retinóico) levou a diminuição da expressão de GATA6 nos macrófagos peritoneais. Camundongos que receberam a dieta deficiente de Vitamina A apresentaram menor número de macrófagos no peritônio e acúmulo dos mesmos no omento (tecido adiposo associado ao peritônio), local onde há acúmulo de enzimas conversoras do ácido retinóico. Esses resultados sugerem que os sinais providos pelo ácido retinóico promovem a manutenção dos macrófagos na cavidade peritoneal. Utilizando de camundongos deficientes em GATA6 na linhagem mielóide os pesquisadores observaram menor produção de IgA intestinal. Este efeito foi revertido in vitro pelo tratamento com TGFβ2 indicando que GATA6 em macrófagos peritoneais é fundamental para a produção de IgA por células B na cavidade peritoneal.

 

Fig. Esquema mostrando como a conversão de Vitamina A em ácido retinóico no omento da cavidade peritoneal leva a expressão de GATA6 nos macrófagos peritoneais. Okabe e Medzhitov, Cell, 2014. 

Apesar de bem semelhantes ambos os trabalhos, em especial o estudo do Medzhitov, trazem novos dados importantes para o melhor entendimento da especialização desta fascinante multifacetada célula.  

 ROSAS, M.; DAVIES, L. C.; GILES, P. J.; LIAO, C. T.; KHARFAN, B.; STONE, T. C.; O'DONNELL, V. B.; FRASER, D. J.; JONES, S. A.; TAYLOR, P. R. The transcription factor Gata6 links tissue macrophage phenotype and proliferative renewal. Science, v. 344, n. 6184, p. 645-648, 2014.

 OKABE, Y.; MEDZHITOV, R. Tissue-specific signals control reversible program of localization and functional polarization of macrophages. Cell, v. 157, n. 4, p. 832-844, 2014.

Granuloma: vilão da tuberculose

Um dos conceitos mais tradicionais da imunologia – de que o granuloma tem um papel protetor contra a tuberculose – foi destruído por uma série de pesquisas elegantes da Dra. Lalita Ramakrishnan, de Seattle, USA. A visão tradicional era de que o granuloma serve para “emparedar” as bactérias, constituindo uma barreira contra a infecção. O novo conceito que emergiu é de que, ao contrário, o granuloma é formado por instrução do próprio Mycobacterium tuberculosis; no seu interior, a morte e fagocitose de macrófagos infectados são utilizadas como uma fábrica de novas bactérias, e fonte de disseminação da infecção.

   

Dra. Lalita Ramakrishnan, University of Washington, Seattle, USA

Os estudos recentes utilizaram os tecidos transparentes de larvas do peixe-zebra - que permitem a visualização microscópica da formação do granuloma ao vivo – e também granulomas hepáticos no camundongo. Com surpresa, foi verificado que a entrada de macrófagos no granuloma é inteiramente controlada pelas bactérias, e não pelo sistema imune. Bactérias virulentas expressam produtos do locus RD1, um sistema de secreção do tipo VII, incluindo a proteína ESAT6. ESAT6 é liberada de micobactérias extracelulares, e também de macrófagos infectados através da formação de poros. ESAT6 induz a produção de MMP9 (metaloproteinase de matriz-9) pelo epitélio. MMP9 é o principal agente recrutador de novos macrófagos pelo granuloma (ver Figura). Macrófagos recrutados entram nos granulomas e permanecem altamente móveis e emitindo membranas, até encontrar e fagocitar vesículas de macrófagos infectados que morreram por apoptose. Estes restos contêm bactérias viáveis, e as bactérias vão crescer nestes novos macrófagos, amplificando a infecção. A fagocitose de corpos apoptóticos inativa as funções microbicidas do macrófago, tornando-o uma “incubadora” de bactérias. Embora a infecção cause necrose e apoptose de macrófagos através de ESAT6, a necrose tem um efeito ainda mais deletério para o hospedeiro. Isto é porque a necrose vai liberar bactérias no meio extracelular e, ao contrário do que se pensava, micobactérias crescem de forma exuberante no meio extracelular, sendo fagocitadas e amplificando mais a infecção.

Figura. Mecanismo de recrutamento de macrófagos para granulomas através da indução de MMP9 em células epiteliais. A proteina de M. tuberculosis ESAT6 pode ser liberada de bactérias extracelulares (consequência de necrose de macrófagos infectados) ou de macrófagos infectados íntegros, através do sistema ESX-1 de formação de poros, que é codificado pelo locus de virulência RD1. ESAT6 induz secreção de MMP9 por células epiteliais, que por sua vez induz motilidade exacerbada e recrutamento de novos macrófagos por um mecanismo não totalmente esclarecido (retirado da referencia 1).

Outro dogma derrubado foi de que o TNF seria responsável pela formação do granuloma, e que na ausência de TNF, os granulomas não se formam e a infecção é mais grave. Os novos estudos mostraram que, na ausência de TNF, os granulomas são formados de forma mais acelerada (referência 4). No entanto, as bactérias proliferam mais, e levam os macrófagos à necrose. O excesso de necrose é que destrói a estrutura dos granulomas, dando a impressão de que eles não haviam sido formados.     

Os estudos com o peixe-zebra confirmaram que a disseminação da infecção se dá pela emigração de macrófagos infectados do granuloma primário e estabelecimento de granulomas à distância. Portanto, através dos produtos do locus RD1, as micobactérias exploram processos que normalmente são protetores para o hospedeiro - como apoptose, quimiotaxia de macrófagos e fagocitose de células apoptóticas – para aumentar o seu número e consolidar a infecção.

Referências:

1. Ramakrishnan L. Revisiting the role of the granuloma in tuberculosis. Nat Rev Immunol. 12: 352-366, 2012.

2. Volkman HE, Pozos TC, Zheng J, Davis JM, Rawls JF, Ramakrishnan L. Tuberculous granuloma induction via interaction of a bacterial secreted protein with host epithelium. Science. 327: 466-469, 2010.

3. Davis JM, Ramakrishnan L. The role of the granuloma in expansion and dissemination of early tuberculous infection. Cell. 136: 37-49, 2009.

4. Clay H, Volkman HE, Ramakrishnan L. Tumor necrosis factor signaling mediates resistance to mycobacteria by inhibiting bacterial growth and macrophage death. Immunity. 29: 283-294, 2008.

Post de George A. DosReis

Células dendríticas ou macrófagos? GM-CSF to the rescue!

A homeostase das células dendríticas (DCs) na periferia do sistema imune resulta de um balanço entre progenitores, geração, migração e morte das mesmas. Sob condições normais, a quantidade de DCs convencionais (cDCs) nos tecidos linfóides e não linfóides é constante, e resultado da migração de progenitores chamados pré-cDCs que, após a diferenciação em cDCs, ainda proliferam por algumas gerações. A presença das cDCs em alguns tecidos da periferia também se deve à diferenciação de monócitos.

Durante o processo inflamatório, o número de DCs nos órgãos linfóides é drasticamente alterado, podendo ser diminuído por excesso de ativação e morte por apoptose, ou pela migração para sítios de infecção ou outros órgãos. Quando as cDCs saem do local onde residem para migrar para os órgãos linfóides, elas entram em contato com várias células que foram ativadas que produzem citocinas capazes de alterar o fenótipo destas cDCs. Após o final do processo inflamatório, a quantidade de cDCs volta à normalidade com o recrutamento de progenitores, proliferação in situ de cDCs recém diferenciadas, e também com a diferenciação de monócitos para DCs inflamatórias .

O trabalho do grupo de Mark Catrall, em Toronto no Canadá, demonstrou que os progenitores de cDCs provenientes da medula óssea de camundongos proliferam e diferenciam-se em cDCs, mas após alguns dias de cultura, estas células perdem o fenótipo de DCs, diminuindo a expressão de CD11c e MHC II e adquirem morfologia e comportamento típico de macrófagos, como a alta capacidade de adesão às placas de cultura. Utilizando cultura de pré-cDCs juntamente com uma monocamada de células estromais derivadas de fibroblastos murinos, o grupo observou a diferenciação destas células em cDCs funcionais, capazes de estimular a proliferação de linfócitos T, quando pulsadas com OVA e co-cultivadas com linfócitos T provenientes do OT-I. A partir dos 10 dias de cultura, as células derivadas destas cDCs, chamadas de DC-d-M (do inglês, DC derived macrophage), reduzem a capacidade de ativar linfócitos T, sugerindo uma possível função reguladora destas APCs.

Esta função reguladora foi mais evidenciada pela alta expressão de marcadores como PDL-1, alta produção de IL-10 e óxido nítrico quando estimuladas com LPS (produção comparada às cDCs nos primeiros dias de cultura e também estimuladas com LPS). Quando foram utilizados antagonistas dos receptores que sugerem o fenótipo regulador destes DC-d-M, observou-se a reversão da capacidade antiproliferativa com a inibição da enzima iNOS, impedindo a produção de óxido nítrico, já conhecido como capaz de inibir a proliferação de linfócitos.

O nosso velho conhecido GM-CSF, frequentemente utilizado para a diferenciação de DCs de precursores da medula óssea de camundongos e também para diferenciação de monócitos humanos em DCs, também tem um papel importante nessa geração de células DC-d-M. Apesar de haver produção de mRNA para esta citocina nas células estromais utilizadas na cultura de pré-DCs, esta não foi observada no sobrenadante da cultura. Pelo contrário, foi observada a produção de M-CSF, uma citocina responsável pela diferenciação de macrófagos. A geração de DC-d-M foi parcialmente revertida com o bloqueio de IL-6 e M-CSF, e totalmente revertida com a adição de doses crescentes de GM-CSF sugerindo que o microambiente no qual os precursores de DCs se encontram é responsável tanto pela diferenciação de cDCs quanto pela transformação destas células em “macrophage-like”. O GM-CSF agiria como uma citocina que resgataria a cDC da sua sina de transformar-se em macrófago. A importância desta transformação foi evidenciada por este grupo durante o crescimento de tumores murinos. A aparição de células DC-d-M com capacidade supressora pode ter grande papel no estabelecimento de tumores, visto que elas estão presentes em maior número nos animais nos quais foi induzido o desenvolvimento do tumor. 

Estes resultados abrem nossa cabeça para pensarmos em como a ontogenia de DCs e macrófagos pode ser regulada. A presença de quantidades de GM-CSF no milieu inflamatório é capaz de regular a quantidade de cDC que, na ausência deste e na presença de outras citocinas, evoluem para um tipo de macrófago regulador. A aparente plasticidade destas cDCs recém geradas pode ajudar pesquisadores a pensar em novas maneiras de manipular a resposta imune durante uma infecção, câncer e até autoimunidade.

Referências

Diao J, Mikhailova A, Tang M, Gu H, Zhao J, Cattral MS. Immunostimulatory conventional dendritic cells evolve into regulatory macrophage-like cells. Blood., 2012 May 24;119(21):4919-27. Epub 2012 Apr 6.

Post de Thais Boccia

Doutoranda do Centro de Terapia Celular e Molecular - CTC-Mol

Universidade Federal de São Paulo

Agora é a vez da IL-1alfa!

As citocinas IL-1a e IL-1b apresentam muitos pontos em comum: 1) são sintetizadas no citoplasma e secretadas por uma via não convencional, por um mecanismo citoplasmático independente do Complexo de Golgi e Retículo Endoplasmático; 2) são liberadas simultaneamente por diversos estímulos e 3) agem no mesmo receptor IL-1R1. Desta forma foi proposto que estas citocinas compartilhavam essencialmente as mesmas funções biológicas. Entretanto, nas diferenças entre elas residem questões intrigantes e que vêm despertando cada mais a atenção dos pesquisadores da área. A citocina IL-1b é produzida no citosol celular na forma de um precursor inativo e só se torna uma citocina madura após clivagem pela caspase-1 ativa no interior da estrutura dos inflamassomas. Neste contexto, a caspase-1 é a responsável não só pela clivagem, mas também pela liberação da citocina IL-1b ativa, por mecanismos ainda controversos, que parecem incluir a formação de poros na membrana plasmática. Em contrapartida, a IL-1a não é um substrato da caspase-1 e não necessita ser clivada para se ligar ao receptor IL-1R1 e exercer suas funções. Apesar disso, um possível envolvimento dos inflamassomas e caspase-1 na secreção de IL-1a havia sido sugerido pelo grupo do Flavell (1), porém os mecanismos envolvidos permaneciam desconhecidos.

            Com o objetivo de elucidar os desencadeadores e os mecanismos que levam à produção e secreção de IL-1a, o mais recente trabalho de Jurg Tschopp e col. investigou a produção desta citocina por uma ampla gama de ativadores dos inflamassomas. Eles observaram que ativadores de diferentes inflamassomas induzem simultaneamente liberação de IL-1a e IL-1b in vitro e in vivo. A IL-1a foi tão ou mais importante do que a IL-1b para induzir produção de IL-6 e recrutamento de neutrófilos durante modelo de peritonite induzida por cristais de urato (MSU), deixando claro um papel crucial da IL-1a como molécula efetora in vivo, em um contexto de ativação do inflamassoma NLRP3. Ainda, foi demonstrado que a liberação de IL-1a ocorre ativamente, uma vez que este fenômeno precede a morte celular induzida por estes estímulos.

            Apesar de ambas as formas clivada e não clivada da IL-1a apresentarem atividade biológica, a maioria dos ativadores de NLRP3 induziu a secreção da forma clivada, enquanto o ATP promoveu liberação somente da forma não clivada. Interessante, os autores demonstraram um requerimento diferencial para os componentes dos inflamassomas na secreção da citocina IL-1a. Para a maioria dos ativadores solúveis de NLRP3 investigados, dentre eles ATP e a toxina nigericina, a liberação de IL-1a foi depende de NLRP3, ASC e caspase-1. Ainda, a habilidade da caspase-1 em controlar a secreção de IL-1a, que não é seu substrato, ocorre de maneira independente da sua atividade de protease. Em contrapartida, algumas partículas ou cristais ativadores de NLRP3, como a sílica e o MSU induziram processamento e secreção de IL-1a de maneira independente do inflamassoma, porém, dependente de fagocitose, maturação lisossomal e da atividade das catepsinas lisossomais. Para esses estímulos que induzem IL-1a independente de caspase-1 parece haver o envolvimento de uma cisteíno protease não lisossomal e dependente de Ca++ intracelular da família das calpaínas, capaz de clivar a pro-IL-1a. De acordo com isso, os autores demonstraram que a simples abertura de canais de Ca++ por ionomicina, ativadores de canais de cálcio endógenos ou simplesmente uma condição celular hipotônica, foram suficientes para induzir clivagem e secreção de IL-1a independente dos inflamassomas.

            Desta forma, este trabalho contribuiu enormemente para o melhor entendimento da regulação da secreção da citocina IL-1a frente a diferentes estímulos, bem como o envolvimento dos inflamassomas neste processo, que até então era ainda bastante obscuro. Além disso, a demonstração do papel efetor da citocina IL-1a in vivo, em um contexto que durante muito tempo foi atribuído somente à citocina IL-1b, permitirá a abertura de novos caminhos na pesquisa de diversas patologias onde o receptor IL-1R1 tem papel, focando agora também neste outrora esquecido integrante da superfamília da IL-1.

Referencias Bibliográficas:

1. Sutterwala, F S, Ogura, Y, Szczepanik, M, Lara-Tejero, M, Lichtenberger, G S, Grant, E P, Bertin, J, Coyle, A J, Galan, J E, Askenase, P W & Flavell, R A 2006 Critical role for NALP3/CIAS1/Cryopyrin in innate and adaptive immunity through its regulation of caspase-1. Immunity 24 317-27.

Post de Silvia Lage

Doutoranda do Centro de Terapia Celular e Molecular – CTCMol

Universidade Federal de São Paulo

Inflammasome-activated caspase-7 cleaves PARP1 to enhance the expression of NF-kB target genes.

Todos os membros dos receptores do tipo Toll (TLR) e os membros NOD1 e NOD2 dos receptores do tipo NOD (NLR) são conhecidamente capazes de ativar o fator de transcrição NF-kB, induzindo a ativação de diversos genes inflamatórios. Enquanto isso, os membros dos NLR capazes de formar as estruturas denominadas inflamassomas (NLRPs, NAIP, NLRC4) exercem sua atividade inflamatória especialmente a partir da ativação da protease caspase-1, responsável pela secreção de IL-1b, IL-18 e indução da morte celular inflamatória denominada piroptose.

No entanto, um grupo da Universidade de Lyon, na França, acabou de demonstrar que os inflamassomas também são capazes de utilizar a caspase-1 para ativar genes alvos de NF-kB (Erener S et al. Inflammasome-Activated Caspase 7 Cleaves PARP1 to Enhance the Expression of a Subset of NF-κB Target Genes. Mol Cell. 2012). Interessante, a ativação desses genes depende da enzima associada à cromatina PARP1 (Poly(ADP-ribose) polymerase-1 - também chamada ARTD1), inicialmente descrita por seu envolvimento na apoptose.

Os autores demonstraram que, em macrófagos estimulados por LPS, alguns genes alvos de NF-kB como il-6, csf2 e lif, mas não ip10, têm a sua expressão reduzida na presença da forma não clivável de PARP-1 (denominada D214N). Investigando os mecanismos moleculares envolvidos nesse achado, os autores encontraram que a estimulação por LPS induz a ativação de caspase-1 dependente de NLRP3 e ASC. A caspase-1 ativada cliva caspase-7 que é translocada para o núcleo e recrutada para o sítio inicial de transcrição (TSS) de alguns genes alvos de NF-kB. Nesse sítio, caspase-7 cliva PARP1 (em D214). PARP-1 clivada é liberada da cromatina, permitindo a sua descondensação e induzindo, assim, a expressão gênica.

Em 2010, nós publicamos um artigo demonstrando que a flagelina citosólica é capaz de induzir a ativação da iNOS de maneira dependente de Naip5, NLRC4 e caspase-1, mas independente de MYD88, IL-1b e IL-18. Desde então, estamos procurando entender como a caspase-1 estaria envolvida na ativação da iNOS. Conseguimos verificar que a flagelina citosólica ativa NF-kB e que a inibição desse fator elimina a expressão da iNOS induzida pelo inflamassoma NAIP5/NLRC4. No entanto, a questão de como a caspase-1 poderia ativar NF-kB ainda continua. E agora, PARP1 pode ser a luz no final do nosso túnel. 
Portanto, aproveito aqui o espaço para convidar os leitores que entendam de PARP1 e tenham interesse em colaborar nessa empreitada, para nos ajudar a verificar se é esse o caminho… 

QUEM ÉS TU, IPAF (NLRC4)?

 Como já descrito aqui em nosso blog, nosso querido Ipaf, chamado também de NLRC4, passou recentemente de sensor de flagelina (e também de proteínas rod do sistema de secreção do tipo III) para molécula adaptadora recrutada pelos membros Naip pertencentes aos Nod like receptors.

Agora, parece que NLRC4 está envolvido também com o controle de infecções fúngicas. Tomalka e colaboradores, em artigo publicado em dezembro do ano passado na Plos Pathogens mostraram que camundongos knock-outs para NLRC4 são susceptíveis à infecção oral com Candida albicans (1) . Esses animais apresentam maior mortalidade e disseminação sistêmica do fungo, o que parece ser um reflexo do menor influxo de células inflamatórias, expressão de peptídeos antimicrobianos e citocinas inflamatórias, incluso IL-17.

Esse mesmo grupo (da Kate Fitzgerald) já havia descrito anteriormente o papel do NLRP3 no controle da infecção oral com Cândida via indução de IL-1b (2). Interessante no caso do NLRC4 é que ao contrário do NLRP3 que precisa ser expresso tanto em células estromais como em células hematopoiéticas, o NLRC4 controla a infecção oral com Cândida apenas quando está presente em células estromais.

Resta saber se o NLRC4:

1-     Reconhece alguma estrutura da Cândida, tornando-se novamente um receptor;

2-     Funciona como molécula adaptadora recrutada por algum receptor citosólico que reconhece PAMPs da Cândida;

3-     Ou, assim como o NLRP3, é um sensor randômico para moléculas liberadas em situações de estresse celular.

E, pensar que tudo isso pode estar acontecendo de maneiras diferentes em células estromais e hematopoiéticas....

É isso!

Boa semana a todos!
Karina

Referências:

1. Tomalka J, Ganesan S, Azodi E, Patel K, Majmudar P, Hall BA, Fitzgerald KA, Hise AG. A novel role for the NLRC4 inflammasome in mucosal defenses against the fungal pathogen Candida albicans. PLoS Pathog. 2011; 7(12):e1002379.

2. Hise AG, Tomalka J, Ganesan S, Patel K, Hall BA, Brown GD, Fitzgerald KA. An essential role for the NLRP3 inflammasome in host defense against the human fungal pathogen Candida albicans.Cell Host Microbe. 2009; 5(5):487-97.

Vitamina D contribui na resposta imune inata

Post por Caroline Martins Mota

Aluna de mestrado - PPIPA/UFU

Não é de hoje que se discute no SBlogI os efeitos da vitamina D no sistema imune, tendo como foco a resposta imune celular, principalmente Th2 (AQUI e AQUI). Um trabalho publicado recentemente na  Science Translational Medicine mostra que a Vitamina D é requerida para a resposta contra Mycobacterium tuberculosis em macrófagos humanos, uma resposta induzida por IFN-γ derivada de células T.

Assim, IFN-γ induz uma via antimicrobiana em macrófagos/monócitos humanos, dependente de STAT-1 que leva ao aumento da expressão do receptor de vitamina D (VDR). Além da indução de peptídeos antimicrobianos, IFNγ promove autofagia e estimula fusão de autofagolisossomo e maturação fagossomal. Todos estes efeitos dependem da via funcional de vitamina D. Portanto, baixos níveis dessa vitamina poderia comprometer o controle imunológico de M. tuberculosis

Os achados ressaltam a importância de quantidades adequadas de vitamina D em todas as populações humanas para sustentar tanto a imunidade inata e adquirida contra a infecção.

Então, que tal aproveitar as férias para tomar um solzinho??

 Referências Bibliográficas:

1.              Fabri M, Stenger S, Shin DM, Yuk JM, Liu PT, Realegeno S, Lee HM, Krutzik SR, Schenk M, Sieling PA, Teles R, Montoya D, Iyer SS, Bruns H, Lewinsohn DM, Hollis BW, Hewison M, Adams JS, Steinmeyer A, Zügel U, Cheng G, Jo EK, Bloom BR, Modlin RL. Vitamin D Is Required for IFN-g–Mediated Antimicrobial Activity of Human Macrophages. Science Translational Medicine, 2011 Oct 12; 3(104):104ra102.

2.              Leavy, O. Infectious disease: A ray of sunshine for TB treatment. Nature Reviews Immunology, 2011 December, v.11, p.802-803.

Precisa de um protocolo para diferenciar macrófagos de medula óssea?

Fotos: Macrofágos derivados de medula óssea interagindo com M. tuberculosis (Fonte: SysteMTb project).

Macrófagos diferenciados a partir de medula óssea tem sido amplamente utilizados como modelo experimental em trabalhos envolvendo estudos sobre a imunidade inata e biologia deste importante grupo celular.

Em dezembro de 2010, o grupo de pesquisa do Prof. Dario Zamboni publicou um interessante artigo no periódico PLoS One sobre protocolos de geração de macrófagos, tendo origem células pluripotentes de medula óssea de camundongos. 

Segundo o próprio Prof. Dario, "O artigo pode representar uma grande ajuda para a comunidade que trabalha com macrófagos. Lá constam as informações detalhadas sobre como preparar, congelar e plaquear macrófagos derivados de medula. Importante, tem todos os métodos para congelar e criopreservar."

Aos interessados, o texto pode ser apreciado aqui: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0015263 

Abraços, Tiago.

Será que a dificuldade em diferenciar fagócitos mononucleares é só um problema meu???

Neste mês foi publicado na Nature Reviews Immunology um artigo levantando um problema que pesquisadores vem enfrentando, muitas vezes sem saber, ao trabalhar com populações de fagócitos mononucleares. Neste comentário, cinco super-experts, Frédéric Geissmann, Siamon Gordon, David A. Hume, Allan M. Mowat e Gwendalyn J. Randolph, dão suas opiniões sobre a heterogeneidade no sistema fagocítico mononuclear e a importância em se definir melhor suas populações para pesquisas futuras.
Em Unravelling mononuclear phagocyte heterogeneity, Geissmann aponta que as células mielóides não são mais heterogêneas do que a maioria dos tipos celulares. No entanto, muitas confusões são geradas com a utilização de marcadores fenotípicos inespecíficos. Um bom exemplo é o CD11c, que pode não só ser expresso por células dendríticas, mas também por alguns macrófagos teciduais, monócitos ativados e até mesmo algumas células NK e eosinófilos. Hume também critica a utilização de CD11c como único marcador para a identificação de DCs. Com isto, recrimina o uso do camundongo CD11c-DTR (diphtheria toxin receptor) para depleção seletiva de DCs. Este tópico também é abordado por Hume em um artigo de revisão, Macrophages as APC and the dendritic cell myth, publicado pelo Journal of Immunology em 2008.
Para Randolph os cientistas erram quando assumem que a caracterização fenotípica das DCs e sua distinção dos macrófagos nos órgãos linfóides, podem ser aplicadas a todos os outros tipos teciduais. Além disto, geralmente não são consideradas as alterações fenotípicas que sabidamente ocorrem durante um processo inflamatório em comparação a condições homeostáticas. Esta opinião é compartilhada por Siamon Gordon, que aponta que parte da confusão é gerada pela adaptabilidade e plasticidade dos macrófagos. Assim, em função destas células expressarem um enorme repertório de receptores e, portanto, sofrerem intensa ação dos microambientes em que se encontram, apresentam seus fenótipos modulados. Para Mowat, muitas das subpopulações de DCs não são claramente definidas, além de suas obtenções e caracterizações serem realizadas por diferentes métodos, por diferentes grupos de pesquisadores. Subpopulações têm sido estabelecidas em função de suas habilidades em induzir por exemplo diferenciação de células Th17, células T reguladoras, ou produzir TNF- α, IL-23 e NO. No entanto, muitos dos conceitos precisarão ser re-interpretados, pois, por muitas vezes, as população utilizadas para estas caracterizações foram pré-selecionadas arbitrariamente por marcadores que podem ser expressos tanto por DCs quanto por macrófagos.

As opiniões destes cientistas de renome também são reveladas em outras perguntas como:

- Existem bons marcadores fenotípicos para macrófagos e DCs, ou suas distinções deverão ser baseadas somente em suas funções? Se o último for verdade, o que um macrófago faz que uma DC não faz e vice-versa?

- Quais as condições de cultura que um pesquisador deve usar para gerar macrófagos e células dendríticas in vitro?

- Qual é a importância de se definir macrófagos e DCs para pesquisas e potenciais terapias futuras?

Pessoalmente concordo com Randolph quando ele diz queue “DC and macrophage biologists don't talk with each other enough. Indeed, if a cell is called a DC in a paper, I think that it is less likely that a macrophage biologist will read it and vice versa”.
doi:10.1038/nri2784

De Metchnikoff ao silenciamento gênico em macrófagos

Figura: quackcartoon.com/ Quackpages/macrophages.htm

Desde a descoberta da fagocitose, por Elie Metchnikoff, que foi contemplado com o Nobel de Fisiologia e Medicina em 1908, os cientistas desenvolveram uma verdadeira fascinação pelo estudo dos macrófagos. Não é para menos, afinal essas células maravilhosas desempenham funções importantíssimas, como: apresentação de antígenos; secreção de citocinas e mediadores inflamatórios; fagocitose e eliminação de micróbios e patógenos; fagocitose de células apoptóticas, entre outras. Diante disso, existe grande interesse no estudo de mecanismos genéticos que expliquem esses fenômenos. Infelizmente, a intervenção em genes em macrófagos primários (transfecção, deleção, silenciamento) é extremamente ineficaz e geralmente ficamos limitados ao uso de animais geneticamente modificados.

Recentemente, um trabalho publicado no Journal of Immunological Methods (doi:10.1016/j.jim.2009.12.002) reporta o silenciamento efetivo de genes de macrófagos primários utilizando RNA de interferência. Os autores demonstram que genes específicos podem ser eficientemente silenciados por eletroporação de siRNA. Aparentemente, o processo não afeta a viabilidade, não impede a ativação induzida por LPS e nem a capacidade de fagocitose e eliminação de micróbios intracelulares. O método é promissor: será que poderemos ficar livre, ou reduzir o uso de animais nocautes? Será que é possível interferir com dois genes simultaneamente, e assim inferir sobre os mecanismos de sinalização intracelular? Vale a pena pagar para ver.