Journal club IBA: Succinato é um sinal inflamatório: a influência do metabolismo na imunologia

        Tannahill e colaboradores publicaram em março desse ano na nature um artigo que faz com que os imunologistas abram os olhos para tentar relacionar o metabolismo celular com a resposta desencadeada pelo LPS. Não é novidade que a ativação do TLR-4 em células apresentadoras de antígeno (APCs), faz com que ela não só produza citocinas pró-inflamatórias, mas também passe a utilizar principalmente a glicólise como fonte de energia, diminuindo drasticamente o consumo de oxigênio, mesmo que este esteja disponível no meio. De uma maneia muito interessante o trabalho mostra a importância de produtos do metabolismo celular, como o succinato, na resposta a lipopolissarídeos (LPS) e a produção de IL-1beta.

             Há alguns anos foi demonstrado que após ativação por LPS, macrófagos apresentam aumento de uma proteína importante para que a glicólise ocorra, o Fator 1alpha induzido por hipóxia (HIF-1alpha) (Blouin, C.C et al., 2004). E já se sabia também que tal proteína era essencial para produção de citocinas pró-inflamatórias após a indução de sepse por LPS (Peyssonnaux, C. et al., 2007). Porém, essa via, bastante incomum para os imunologistas, envolve mais proteínas do que a ativação de TLR levando a expressão de HIF-1alpha e o aumento da produção de IL-1beta.

       A grande “sacada” do trabalho foi a descoberta de que a ativação por LPS em macrófagos provoca aumento do succinato por duas vias alternativas, a entrada e a degradação da glutamina e do neurotransmissor GABA na mitocôndria. O succinato em excesso faz com que HIF-1alpha seja superexpressa por inibição da proteína prolil hidroxilase (PHD), responsável pela sua degradação, e assim o HIF-1alpha atua como fator de transcrição não só para enzimas responsáveis pela glicólise, mas também da citocina IL-1beta. Um trabalho bastante interessante que fez com que muitos imunologistas precisassem retirar o livro de bioquímica do armário.

Post de Maria Cláudia da Silva e Marcel Trevisani (FMRP-IBA)

Seminário para Autores – “Como publicar um artigo nos periódicos Cell Press”

       

          A Editora Elsevier e a Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (USP) promoveram, no dia 16 de maio de 2013, o seminário para autores “Como publicar um artigo nos periódicos Cell Press”, com o editor científico do periódico Immunity (Cell Press), Dr. Bruce Koppelman.

           Durante o seminário, foram apresentados os títulos, dados e fatos históricos do Cell Press; diferentes métricas para avaliação dos periódicos; os vários aspectos do processo de publicação; dicas e procedimentos para que um artigo seja aceito no periódico; e ética de publicação para autores.                      

         No total, mais de 120 estudantes de pós-graduação e pesquisadores da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto participaram do Seminário. O Prof. João Santana da Silva, professor da FMRP-USP, ressaltou “O seminário foi excelente. Todos os colegas com quem discuti tiveram a mesma opinião. Os estudantes de pós-graduação aproveitaram muito, ficaram empolgados e perguntaram sobre a possibilidade de outros eventos similares. A nossa Faculdade está aberta para possíveis futuros eventos em associação com a Elsevier”.

            Para visualizar a apresentação realizada durante o seminário: 

http://www.americalatina.elsevier.com/sul/pt-br/eventos/2013/seminario_autores_usp.php

Post de Ana Luisa Maia (Gerente de Marketing Elsevier).

Aloha!!

Acabo de chegar do congresso da Sociedade Americana de Imunologistas, realizado em Honolulu, HI. Estou completamente maravilhada. O congresso, as palestras, o lugar... Foi uma combinação e tanto. O congresso era gigantesco e impecavelmente organizado. Nada de explorar só um tema! Tinha de tudo, agradava a todos os gostos. O que mais me apeteceu foram as palestras de diferenciação de linfócitos T CD4⁺. Sobre isso tivemos WE Paul, NIH; JJ Oshea, NIH; KM Ansel, Uni of Califórnia; MK Leivins, Canadá; S Sakaguchi, Japão. Uma verdadeira overdose!! Parece que estão todos convencidos que os linfócitos não se diferenciam para uma situação "terminalmente diferenciada", salve, salve Tiago Medina (http://blogdasbi.blogspot.com.br/2012/09/o-circo-dos-horrores-da-imunologia.html), e que fatores epigenéticos e a expressão de miRNAs estão intimamente relacionados com a plasticidade. Oshea defendeu que as regras não são mais aplicadas na diferenciação das células, que algumas são reguladoras, mas não expressam Foxp3, outras expressam Tbet e Rorγt e não sabemos quem elas são... Uma salada só. Ele discutiu a flexibilidade da expressão desses "Master Regulators", e mostrou que animais deficientes em Bach2 (molécula cujo polimorfismo está ligado à ocorrência de doença celíaca, IBD, e diabetes) desenvolvem autoimunidade letal, pois não há geração de células Tregs, logo, Bach2 é crítico para geração de Tregs, mas também inibe a diferenciação de Th1, Th2 e Th17.

É isso aí, uma amostra grátis pra vocês!

Aloha and mahalo!!!

Post de Manuela Sales Nascimento (IBA-FMRP-USP).

Qual a relação entre metabolismo e a resposta imunológica?

Para muitos estudiosos, o metabolismo é visto simplesmente como uma maneira de estocar energia por meio do catabolismo ou ainda, através de vias anabólicas, gerar macromoléculas necessárias ao crescimento e manutenção da viabilidade celular. A elucidação de vias metabólicas permitiu uma nova compreensão de distúrbios nos quais há óbvias disfunções no metabolismo, como aterosclerose e diabetes. Porém, alterações na regulação metabólica são agora vistas de grande importância também, em outras doenças como distúrbios que envolvem condições inflamatórias. Dessa forma, o entendimento da dinâmica inter-relação entre a maquinaria metabólica e a sinalização celular tem surgido como foco no estudo de distúrbios metabólicos, câncer e, mais recentemente, no estudo da resposta imune.

Em meados de 1920, o bioquímico alemão Otto Warburg propos que uma desregulação metabólica é uma especial característica de células cancerígenas. Em seus estudos, utilizando tecidos saudáveis e tumorais, ele percebeu que sob baixas concentrações de oxigênio ambos os tecidos induzem a formação de altas taxas de lactato, uma vez que a glicose, como substrato energético, não pode prosseguir através dos demais passos de sua oxidação (ciclo de Krebs e cadeia respiratória) na ausência de oxigênio. Em tensões normais de oxigênio, ele observou que tecidos saudáveis apresentaram uma esperada redução na produção de lactato e, surpreendentemente, os tecidos tumorais mantiveram um alto consumo de glicose, com alta produção de lactato. Este efeito, no qual as células, mesmo sob condições normais de oxigênio, produzem altas concentrações de lactato, passou a ser denominado como “efeito Warburg” ou glicólise aeróbica.

Mas qual seria a relação entre todo este “palavriado” bioquímico e o sistema imunológico? Recentes estudos estão demonstrando uma estreita relação entre os processos metabólicos e a modulação da resposta imune mediada por células do sistema imune.  Desde a descrição dos efeitos celulares demonstrados por Warburg foram escassos os trabalhos investigaram o perfil metabólico das células do sistema imunológico. Dentre eles, o estudo pioneiro de Oren e cols.

Recentemente, três elegantes trabalhos que abordaram o tema são dignos de destaque. No primeiro deles, as mesmas mudanças no padrão metabólico observadas por Warburg em células tumorais foram descritas em células T, macrófagos e células dendríticas. Particularmente, Krawcsyk e et al., 2010, demonstraram que a incubação de células dendríticas (diferenciadas in vitro) com LPS propicia um aumento no consumo de glicose, aumento na formação de lactato e redução no consumo de oxigênio. Além disso, estas alterações também refletiram no aumento da molécula co-estimulatória CD86 indicando uma modulação funcional destas células.

No segundo trabalho, Shi e colaboradores descreveram uma importante participação do fator de transcrição induzido por hipóxia-1α (HIF-1α), o qual parece ser um dos mediadores das mudanças no perfil metabólico das células inflamatórias e também de células tumorais. HIF, é um complexo proteico heterodimérico que regula a expressão de muitos genes, inclusive de enzimas que participam da via glicolítica, em resposta à mudanças na disponibilidade de oxigênio. Os autores demonstraram que células do padrão Th17 e Treg possuem marcada diferença em sua atividade glicolítica e que estas diferenças estão sob o controle de HIF. A diferenciação dessas subpopulações (Th17 ou Treg) também demonstrou ser modulada por esse fator de transcrição. Por fim e, o grupo irlandês do professor Luke O'Neill descreveu que o succinato (succinato? Sim, succinato, aquele pequeno ácido dicarboxílico com 4 átomos de carbono, intermediário metabólico no ciclo de Krebs e substrato da cadeia respiratória) modula as funções de HIF-1α que se reflete na síntese de IL-1β por macrófagos. Trabalho recentemente discutido no Journal Club aqui em Ribeirão Preto.

Assim, o metabolismo tem surgido como um importante tópico nas pesquisas biomédicas. Alterações metabólicas que ocorrem, não só em doenças metabólicas e câncer, mas também durante a inflamação, podem permitir o maior entendimento sobre a patogênese de tais doenças e desvendar novos alvos para terapia. Além disso, parecem existir uma série de alterações metabólicas que são comuns tanto à células inflamatórias, quanto à células tumorais indicando que, terapias visandos alvos em comum poderiam ser utilizados no tratamento de ambos os distúrbios. Outro importante aspecto que está mudando, é a visão de que os ácidos orgânicos que fazem parte do ciclo de Krebs atuam somente como intermediários metabólicos. A descoberta de novas funções para intermediários metabólicos, como por exemplo, succinato, confirma ainda mais o papel do metabolismo na modulação da resposta imune.

Post de André Luis Lopes Saraiva

Doutorando do Laboratório de Inflamação e Dor (LID) – FMRP/USP

Referências

Krawczyk, CM, et al. Toll-like receptor-induced changes in glycolytic metabolism regulate dendritic cell activation. Blood, vol. 115, 4742-4749, 2010.

Oren, P. et al. Metabolic patterns in three types of phagocytizing cells. J. Cell Biol., vol. 17, 487-501, 1963.

Shi, L.Z. et al. HIF1α-dependent glycolytic pathway orchestrates a metabolic checkpoint for the differentiation of Th17 and Treg cells. JEM. vol. 7, 1367-1376, 2011.

Tannahill, GM, et al. Succinate is na inflammatory signal that induces IL-1β through HIF-1α. Nature, vol. 496, 238-242, 2013.

CD52-Siglec-10, mais uma forma de inibir a resposta de células T

Num recente trabalho publicado online na revista Nature Immunology (1), o grupo de pesquisa liderado pelo Leonard Harrison, da Australia, descreve um novo marcador de células T reguladoras. Os autores geraram múltiplos clones de células T CD4 humanas específicas para GAD65 e descobriram que uma minoria de esses clones ativados teve atividade supressora na ausência de contato célula-célula, o que não podia ser atribuída a fatores supressores solúveis já conhecidos. Incluindo o fenótipo CD4+Cd25+Foxp3+. A atividade supressora foi atribuída á produção de CD52 solúvel, que se liga em Siglec-10.

Os autores marcaram células mononucleares do sangue periférico (PBMC) de doadores saudáveis, com CFSE e incubaram essas células durante 7d com GAD65, e então, classificaram as células T que tinham dividido (CFSEdim), fazendo diferentes “gates”, correspondentes às frações do 5%, 10% ou 20% que mais expressavam ou o restante 80% com a menor expressão do CD52, dentro das células T CD4 + que não dividiram. Assim, separaram por “sorting”, diferentes clones com atividade supressora antígeno-específica de GAD65, 24 deles, de um total de 329, apresentando alta expressão de CD52 (Figura).

Essas células suprimiram a resposta proliferativa de células TCD4 autólogas específicas para TT que haviam sido previamente geradas a partir de um ensaio de proliferação com o TT e posterior sorting das células que respondiam. As células CD4+CD52hi específicas para GAD65 também produzem IL-17 em resposta a estimulação antigênica, e possuem uma baixa expressão de CD25, Foxp3 e CTLA4 que não é diferente daquela observada nas células CD4+CD52lo, mas expressam mais IL-17R, GITR, CD127 e CD24.

Por outro lado, as células CD4+CD45RA+D25+(rTreg) e CD4+CD45RO+D25+ (aTreg), não diferem quanto a sua expressão de CD52, quando comparadas às células CD4 naives ou ativadas. Além disso, o pre-tratamento com anticorpos anti-CD25 não prejudicou a geração das células supressoras CD4+CD52hi. Ainda, a análise de metilacão da região promotora do gene de Foxp3, mostrou diferenças importantes entre estas células e as rTreg

Essas células poderiam estar implicadas na patogênese da diabetes, como já tinhas ido sugerido previamente  pelos autores (2), e confirmado por experimentos do presente trabalho, onde PBMC de pacientes com DM tipo 1 mas (não com DM tipo 2), apresentam deficiência nesta população de células. Ainda, a injeção intravenosa de células CD45+CD52hi retrasa o desenvolvimento de diabetes em um modelo de camundongos RIP.B7/NOD.SCID, que expressam constitutivamente CD80 nas células beta pancreáticas. Não assim a transferência de células depletadas de CD4+CD52hi, que acelerou o desenvolvimento da doença. E este fenótipo se repete em camundongos NOD irradiados que receberam as mesmas células.

Experimentos posteriores mostraram que é o CD52 solúvel (e não o contato entre as células supressoras e as efetoras), que inibe a ativação de células T, por inibir a fosforilação de ZAp70 e lck, proteínas chave do complexo TCR. O efeito é dependente do Siglec-10, uma vez que o tratamento prévio com anticorpos específicos para este receptor inibe o efeito supressor do CD52 solúvel. Como também inibe esse efeito, a modificação estrutural dos carbo-hidratos presentes no CD52 (tratamento prévio do CD52 recombinante solúvel com PNGase ou neuraminidase) .

Neste caso as implicações terapêuticas tal vez sejam aprendidas de forma inversa, uma vez que já existe no mercado um medicamento especifico para inibir o CD52 (usado na terapia de LMC), o uso deste medicamento poderia levar ao desenvolvimento de doenças autoimune, o que de fato está demonstrado nos estudos aleatorizados com alemtuzumab (3). Por outro lado, a terapia com agonistas poderia ser promissória, em casos de DM de tipo 1 pelo menos...

Encontro Nacional dos Membros Afiliados da ABC: boas palestras que interessam a imunologistas.

Em agosto ocorrerá o 2º Encontro Nacional de Membros Afiliados da Academia Brasileira de Ciências no Laboratório Nacional de Computação Científica, em Petrópolis, no Rio de Janeiro. A programação vai abordar os seguintes temas: Integridade Científica, Internacionalização da Ciência Brasileira e o Desenvolvimento de CT&I na Amazônia.

O evento é aberto ao público, contemplará várias áreas de pesquisa mas especialmente contará com palestras que interessam diretamente aqueles que fazem pesquisas sobre o sistema imunológico. Abaixo o título de algumas palestras interessantes. 

• Sistema imune como mediador da interação mente-corpo/ Prof. Antônio Lúcio Teixeira (UFMG) 

• Criopreservação: estratégia para conservação de material genético e manutenção da capacidade reprodutiva. Profa. Carolina Lucci (UnB)

• Nanotecnologia aplicada à medicina: Avanços em diagnóstico e tratamento. Prof. 
Valtencir Zucolotto (USP) 

• Estabelecimento de biomarcador prognóstico e preditivo em câncer de pulmão
. Prof. Fabio Klamt (UFRGS) 

Vale a pena conferir mais detalhes em breve no site da ABC: www.abc.org.br