Journal Club IBA: Um novo subtipo de Neutrófilos ou uma plasticidade celular?

Com dois trabalhos publicados em sequência, na mesma edição da revista Blood, o grupo liderado por Akira Takashima demonstrou características peculiares a cerca de um novo “estado fenotípico” (que é o que eu, particularmente, acredito ser) dos neutrófilos, os quais apresentam diversas características compartilhadas com células dendríticas (CDs). Os autores o chamaram de híbridos neutrófilo-CD.

No primeiro trabalho (Matsushima, Geng et al. 2013),aqui, com experimentos realizados in vitro, eles demonstraram que tais híbridos são diferenciados a partir de neutrófilos maduros e imaturos, na presença do fator de crescimento GM-CSF. Essas células mantêm a expressão do marcador exclusivo de neutrófilos, o Ly6G, juntamente com uma morfologia e expressão de marcadores de CDs, CD11c e o MHCII.

Dentre as características funcionais, eles observaram que esse híbrido possui uma expressão similar de TLRs e, mediante a ativação dos mesmos, respondem de maneira parecida às CDs. Adicionalmente, possuem atividade de células apresentadoras de antígenos (APCs) para linfócitos T CD4⁺ e CD8⁺ (muito mais eficientemente que as CD para as CD4⁺, é verdade).

Quanto às características de mecanismos efetores compartilhadas com os neutrófilos convencionais, os autores destacaram a alta e rápida capacidade fagocítica, a formação de NETs (neutrophils extracelular traps) e uma atividade microbicida dependente do peptídio microbiano CRAMP (cathelicidin-related antimicrobial peptide).

Em sequência (Geng, Matsushima et al. 2013),aqui, o grupo demonstrou que, sob diversas condições inflamatórias in vivo, os neutrófilos são capazes de sofrerem essa diferenciação em células híbridas (aproximadamente 20-30% deles). Interessante, intrigantemente, surpreendentemente ou, como queiram pensar, o segundo trabalho forneceu diversas evidências de que essas células desempenham funções primordiais durante as respostas infecciosas iniciais. Com função dual, elas trabalham no rápido clearance do agente infeccioso e, ao mesmo tempo, são capazes de primarem, de maneira específica, células T nos linfonodos. Durante esse período inicial, tal papel de “APC não convencional” é até mais importante do que o desempenhado pelas CDs convencionais nos modelos estudados.

Dessa maneira, os neutrófilos, as primeiras células a chegar no sítio inflamatório, poderiam fornecer uma célula com capacidade de apresentação logo no início da resposta. Seria interessante especular que o neutrófilo, assim como os monócitos, apresentam a capacidade de se diferenciarem em um grupo celular com boa atividade de clearance e outro com importância na apresentação antigênica. Assim como acontece com os monócitos, o GM-CSF parece exercer uma função fundamental nessa ideia.

Post de Felipe Fortino  e Kalil de Lima (FMRP-IBA)

Por que pesquisar malária por Plasmodium vivax?

Vitor R R de Mendonça

Recentemente aconteceu a conferência “Advances in P. vivax Malaria Research” em Barcelona nos dias 28 e 29 de maio (2013). Com o apoio de grandes nomes da pesquisa mundial em malária vivax, o evento trouxe uma atmosfera científica de altíssima qualidade ao clima mediterrâneo. Visto que a distribuição mundial da malária por P. vivax encontra-se principalmente na Região Amazônica, Índia, Sudeste Asiático e países da Oceania, o encontro contou com pesquisadores, em grande parte, provenientes desses países endêmicos. Do Brasil, destacou-se a presença de muitos cientistas de Manaus e da FIOCRUZ (Centro de Pesquisas René Rachou), de Belo Horizonte.

Diversos foram os temas abordados durante a conferência, porém considero alguns mais importantes/polêmicos e que nortearam as discussões e a sessão de workshops específicos no dia seguinte. Começando pela Biologia de Sistemas, não posso deixar de comentar sobre o projeto MaHPIC (Malaria Host-Pathogen Interaction Center) coordenado pela Dra Mary Galinski, com múltiplas colaborações nos EUA e internacionalmente e grande financiamento, tentando entender a malária vivax em modelos de primatas e por uma análise integrada por sistemas.  Um dos grandes desafios na infecção por P. vivax é estudar a sua forma quiescente hepática hipnozoíta, responsável pelas recidivas da doença. Já que fazer uma biópsia hepática humana em indivíduos infectados não seria um estudo viável, descobriu-se um modelo de camundongo humanizado knockout para algumas moléculas do sistema imune que consegue expressar até 90% de hepatócitos humanos. Este modelo experimental está sendo usado para tentar desvendar mais sobre a biologia do hipnozoíta, com destaque para testes terapêuticos. 

No que se refere ao tratamento, um dos grandes debates do evento foi sobre a resistência medicamentosa. Apesar de muito eficaz contra as formas sanguíneas do plasmódio, estão aumentando os casos de resistência à cloroquina com documentação de 10% na Região Amazônica Brasileira. A primaquina, por sua vez, responsável por evitar as recidivas da malária vivax, permanece como única droga disponível para este papel. Mesmo sendo uma medicação imperfeita pois apresenta muitos casos de recidiva e morbidade em pacientes com deficiência de G6PD, ainda é a melhor opção disponível. Um grande estudo clínico multicêntrico (incluindo o Brasil, em Manaus) financiado pela empresa GSK está sendo desenvolvido com a tafenoquina, como alternativa à primaquina. Sabe-se que o uso da primaquina em indivíduos com deficiência de G6PD pode causar intensa hemólise e levar a casos graves com óbito, sendo assim a identificação antes do início do tratamento desses pacientes é um relevante problema. Belos estudos epidemiológicos foram apresentados sobre a distribuição mundial de G6PD no mundo e no Brasil. Pouco se comentou sobre vacinas, o único estudo clínico em andamento com P. vivax a formulação já demonstrou não ser eficaz.

A malária grave por P. vivax no Brasil foi um tema importante no evento. Dr Marcus Lacerda apresentou um interessante trabalho com autópsias de pacientes que morreram por malária vivax e identificou-se a ruptura esplênica e insuficiência respiratória aguda como importantes causas de óbito. Dr Quique Bassat apresentou dados preliminares de um grande estudo clínico-epidemiológico com casos de malária vivax grave do Brasil e Índia, comparando as formas da doença em diferentes etnias. Dr. Kochar da Índia mostrou seu importante trabalho clínico com malária grave por P. vivax. Na discussão sobre gravidade na infecção pelo P. vivax, destacou-se a bacteremia, desnutrição e presença de coinfecções como fatores confundidores no diagnóstico da malária vivax grave.  Em relação à biomarcadores de gravidade na doença, tive a oportunidade de apresentar alguns dados do grupo. Comentei sobre os estudos mostrando a importância do TNF-alfa, IFN-gama e IL-10 na imunopatogênese e resposta ao tratamento, o papel da SOD-1 (superóxido dismutase-1) como confiável biomarcador de gravidade, e alterações genéticas na via de regulação sistêmica do heme e susceptibilidade à sintomatologia da doença. Destaquei o recente trabalho com a análise da resposta imune dos pacientes com malária através da análise por networks, em que observamos um padrão de interação entre moléculas do sistema imune de acordo com o grupo clínico (figura abaixo). Encontramos que a IL-4 é uma importante citocina nos casos de malária assintomática e que a SOD-1, HO-1 (heme-oxigenase 1), TNF-alfa e IFN-gama estão altamente associadas nos casos de malária grave que evoluíram para óbito. 

Na mesa de encerramento da conferência com representantes de países endêmicos, alem do debate sobre os tópicos acima mencionados, teve uma fervorosa discussão sobre a importância da identificação dos casos de malária assintomática já que têm parasitemia baixa e são reservatórios na manutenção da doença, e a validez da polêmica terapia medicamentosa em massa.

Respondendo a pergunta do titulo, percebe-se que a malária por P. vivax permanece com muitos tópicos obscuros e negligenciados, visto que foi considerada até poucos anos atrás apenas uma doença benigna, e que a patologia em que 2,3 bilhões de pessoas do mundo estão sob risco de transmissão possui muitos campos para pesquisa científica e desenvolvimento terapêutico e tecnológico. 

Mecanismo via TGF-beta permite células cancerígenas sobreviverem ao estresse metabólico causado pela quimioterapia

Figura: Sinalização celular via TGF-beta e o seu efeito na sobrevivência celular e resistência a droga no câncer. Fonte: López-Diaz et al., 2013

A capacidade de células cancerígenas de resistir ao estresse metabólico causado pela quimioterapia é dependente da ação do TGF-beta, que previne apoptose pelo bloqueio da sinalização via p53.

TGF-beta age com um fator anti-proliferativo em células epiteliais normais e nos estágios iniciais do desenvolvimento do câncer. Entretanto, quando a célula torna-se cancerígena, partes da via de sinalização de TGF-beta estarão mutadas. Dessa forma, quando células cancerígenas e células estromais adjacentes proliferam causam aumento da produção de TGF-beta. O TGF-beta age em células estromais adjacentes, células imunes, endoteliais e células do músculo liso causando imunossupressão e angiogênese, o que faz o câncer ser mais invasivo.

Pesquisadores do Salk Institute of Biological Studies em La Jolla, Califórnia, EUA, examinaram células pré-malignas e células cancerígenas de tumores de mama e pulmão e publicaram o estudo na edição de maio do jornal Molecular Cell. Durante o estudo, eles verificaram que em cerca de metade dos tumores de mama, incluindo lesões pré-malignas, quando a sinalização via TGF-beta estava mais ativada, os níveis da proteína supressora de tumores p53 estavam reduzidos e vice-versa – Se a via de TGF-beta estava reduzida, níveis maiores de p53 eram encontrados.

Embora agentes capazes de inibir TGF-beta estejam já sendo testados contra cânceres disseminados, o estudo oferece novos indícios significativos para o desenvolvimento inicial do câncer e novos direcionamentos sobre o seu tratamento. A possibilidade de se usar um único agente não apenas para o tratamento do câncer avançado, mas também para os casos de lesões pré-malignas abre uma nova perspectiva para o tema.

Referência

López-Díaz FJ, Gascard P, Balakrishnan SK, Zhao J, Del Rincon SV, Spruck C, Tlsty TD, Emerson BM. Coordinate Transcriptional and Translational Repression of p53 by TGF-β1 Impairs the Stress Response. Mol Cell. 2013 May 23;50(4):552-64. doi: 10.1016/j.molcel.2013.04.029.

Vaga para pós-doc

Laboratório financiado pelo NIH está  recrutando talentosos pós-doutorandos. 

Dr. Henrique Serezani, professor do Departamento de Microbiologia e Imunologia de Indiana University, School of Medicine estuda os mecanismos moleculares envolvidos na susceptibilidade a infecções em diabéticos e em infecções secundárias após sepsis. Mais especificamente, o candidato vai trabalhar com mecanismos epigenéticos relacionados ao controle de proteínas essenciais na ativação dos receptores do tipo Toll.

Perfil do candidato: Doutorado em imunologia ou bioquímica,  gostar de trabalhar em ambiente  multicultural e altamente interativo, “hard worker” e ambicioso.

Publicações de interesse:

http://www.jci.org/articles/view/43302. PMID: 21206089

Sci Signal. 2012 Feb 7;5(210):ra12. doi: 10.1126/scisignal.2002448.  PMID:22317922

Blood. 2009 Oct 8;114(15):3316-24. PMID:19657115

J Biol Chem. 2011 286(33):28902-13.. PMID:21715328

Interessados favor mandar email com o CV para hserezan@iu.edu.

Obrigado

Agora está fácil fazer seus próprios KOs!

Fonte: Cell Press

Outro dia participei de uma discussão em família sobre a ciência no país: eu estava acompanhado de dois professores da USP - um da área de humanas e outro das engenharias. A conversa 'enroscou' no seguinte dilema: não há ciência básica no Brasil. Discordei veementemente no momento, mas me encontrei várias vezes pensando neste bate-papo... fazemos, na Imunologia, muita ciência básica, não?? Depois de muito raciocinar, cheguei a conclusão que não, não fazemos ciência básica por aqui. O meu raciocínio para essa conclusão foi o seguinte: na nossa área, a fronteira do conhecimento está na manipulação de genes para criação de ferramentas. Nós, por aqui, utilizamos as ferramentas criadas por outros para aplicarmos em nossas pesquisas. Isso é pesquisa aplicada, certo? Compramos/conseguimos camundongos geneticamente manipulados a duras penas, no melhor dos casos, após 5-10 anos de suas descrições. Plasmídeos para transfecção dos genes de interesse em células idem... os exemplos são inúmeros. Custo concordar, mas tendo a acreditar na história de que nunca produzimos um único camundongo knockin/knockout tupiniquim... isso é verdade? Alguém conhece algum? Por favor, me corrijam caso tal 'causo' esteja equivocado. 

Equivocado ou não, o fato é que não é um tipo de abordagem comum por estas bandas. As técnicas iniciais para se conseguir mutações direcionadas em murinos está completando 40 anos, temos pesquisadores que dominam os protocolos, a manipulação de embriões em si não é tão complexa a ponto de inviabilizar um projeto nestas bases. Pelo que andei sondando, um financiamento tipo Edital Universal (faixa A) cobriria tranquilamente os gastos. Obviamente que há outras questões envolvidas, como a pobreza de nossos biotérios, falta de treinamento nas diferentes técnicas, etc... mas que só corroboram com o argumento inicial sobre a ausência de ciência efetivamente básica por aqui (ao menos nesta área).

Bom, não é que o pesquisador que publicou os primeiros ensaios com modificações genéticas em camundongos voltou a causar alvoroço no meio científico no mês de maio? Rudolf Jaenisch, do Whitehead Institute/MIT, publicou um artigo na Cell com um método para a modificação de diversos genes utilizando técnicas teoricamente simples, baratas, extremamente específicas e tudo isso no prazo de poucas semanas, ao invés de anos pelas técnicas tradicionais. Os autores aplicaram um sistema utilizado por bactérias para se defenderem de infecções virais, chamado CRISPR/Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR-associated). Além de tais relatos quase milagrosos, os autores ainda sugerem que este tipo de tecnologia irá aumentar muito a gama de opções para modelos experimentais, hoje confinados a poucas espécies. 

Neste sentido, vale a pena uma reflexão: Vamos investir nesta tecnologia??? Vamos, agora, tentar fazer nossos próprios KOs/KIs???

Abraços, 

Tiago.

Referências:

Scientists revolutionize the creation of genetically altered mice to model human disease. 
Whitehead Institute, News+Publications, 02/05/2013. 

One-Step Generation of Mice Carrying Mutations in Multiple Genes by CRISPR/Cas-Mediated Genome Engineering.

Wang H, Yang H, Shivalila CS, Dawlaty MM, Cheng AW, Zhang F, Jaenisch R.

Cell. 2013 May 9;153(4):910-8. doi: 10.1016/j.cell.2013.04.025.