Associação entre a Expressão de CD47 em Eritrócitos Jovens e Maduros, Capacidade fagocítica e Carga Parasitária na Infecção Murina pelo Plasmodium yoelii

Biotinilação in vivo separa a população de eritrócitos jovens dos maduros com níveis diferenciais de expressão de CD47. (A) As três dosagens de biotina nos dias consecutivos ao desafio recobrem todos os eritrócitos em camundongos selvagens C57BL/6, antes de desafiá-los com o Plasmodium yoelii, contendo a proteína GFP (GFP-PyNL). Inicialmente, os eritrócitos são 100% positivos, após marcação in vitro com estreptatividina-APC. Gradualmente, o acúmulo de eritrócitos jovens (diagrama de fluxo representativo no retângulo inferior) é observado com a perda da população de eritrócitos maduros (diagrama de fluxo representativo no retângulo superior); d= dias após infecção. (B) A média ± erro padrão do percentual de eritrócitos jovens e maduros durante o curso da infecção estão plotados no gráfico da direita. Fonte: Banerjee et al., março 2015. PNAS.

Espécies de Plasmodium exibem uma forte preferência por infectar eritrócitos jovens, o que pode vir a ser um dos determinantes principais da gravidade da malária e sua patogênese. A base molecular que fundamenta essa preferência e a sua influência na carga parasitária ainda não está completamente elucidada.

Em trabalho recente publicado no PNAS, o qrupo de pesquisa liderado pelo Dr. Sanjai Kumar do Laboratory of Emerging Pathogens, Center for Evaluation and Biologics Research, FDA nos Estados Unidos, abordou a associação entre infecção por Plasmodium x carga parasitária x idade dos eritrócitos, considerando-se como proteína-alvo o CD47. Essa proteína está presente na maioria das células, incluindo eritrócitos, e em conjunto com a proteína alfa reguladora de sinal expressa em macrófagos, previne o clareamento das células pelo sistema imune.

No estudo foi investigado o papel de CD47 no crescimento e sobrevivência de Plasmodium yoelli 17XNL em camundongos C57BL/6 (PyNL). Utilizando parasitos expressando GFP, os pesquisadores demonstraram que eles preferencialmente infectam eritrócitos jovens altamente positivos para CD47. Além disso, camundongos deficientes em CD47 foram resistentes à infecção por PyNL e apresentaram picos de parasitemia 9,3 vezes menor do que os camundongos selvagens. Durante a fase aguda da infecção, essa resistência aumentada à malária observada nos camundongos deficientes de CD47 estava associada à elevação da frequência de células esplênicas F4/80+ que, por sua vez, apresentavam frequência maior de fagocitose de eritrócitos parasitados em comparação às células de camundongos selvagens. Adicionalmente, a injeção de anticorpos neutralizantes para CD47 induziu uma redução significativa na carga parasitária em camundongos selvagens.

Esses resultados sugerem que eritrócitos jovens que expressam alta densidade de CD47 servem como um escudo para o Plasmodium, protegendo-o da eliminação pelas células fagocíticas. Esse pode ser um dos mecanismos de escape utilizados pelo Plasmodium que preferencialmente infecta eritrócitos jovens. Modulação dos níveis de CD47 com o uso de anticorpos anti-CD47 poderá futuramente ser uma alternativa terapêutica empregada em pacientes com malária grave.

Referência:

Banerjee R, Khandelwal S, Kozakai Y, Sahu B, Kumar S. CD47 regulates the phagocytic clearance and replication of the Plasmodium yoelii malaria parasite. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Mar 10;112(10):3062-7. doi: 10.1073/pnas.1418144112.

Novas contribuições na imunologia na malária no início de 2014

Schematic representation of the proposed sequence of events occurring in the liver after Plasmodium infection do artigo Nature Medicine,  (2013). doi:10.1038/nm.3424.

A malária talvez seja a doença parasitária com maior financiamento à pesquisa, pelo que chama a atenção que dois artigos recentes no tema da imunologia desta enfermidade, em revistas de grande prestígio, salientem:

"There is a general consensus that the development of new intervention strategies is hampered by the current limited understanding of the biology of Plasmodium species and of the complex relationships that the parasite maintains with its hosts". (1)

"Additional control measures, including a vaccine, are sorely needed in these settings, but progress has been limited by our lack of understanding of immunologic correlates of exposure and protection." (2)

Ainda mais importante, assim, destacar os avanços demonstrados nestes artigos.

O artigo do grupo de Maria Mota (Host-cell sensors for Plasmodium activate innate immunity against liver-stage infection)¹ demonstra, no modelo experimental murino de infecção pelo Plasmodium berghei, a indução de IFN Tipo I durante o estágio hepático, o qual se pensava silencioso para o sistema imune. O RNA do Plasmodium, que não era um PAMP (pathogen-associated molecular pattern) listado entre os indutores de resposta IFN tipo I, é capaz de estimular através do Mda5. Esta resposta iniciada pelas células residentes no fígado é propagada pelos hepatócitos com participação de receptores para IFN-a/b. Esta via de sinalização de IFN tipo I parece ser fundamental para a resistência ao estágio hepático contra o Plasmodium. 

No caso do artigo de Jagannathan e cols (IFNc/IL-10 Co-producing Cell” Dominate the CD4 Response to Malaria in Highly Exposed Children)² eles caracterizaram, por citometria de fluxo multiparamétrica, a resposta dos linfócitos T Plasmodium-específicos em crianças de Uganda participantes de um estudo de coorte longitudinal. Por ser um estudo deste tipo, eles avaliaram a produção de IFN-g, TNF-a e IL-10 em relação à resposta passada e após a ocorrência de malária. A resposta CD4+ foi observada em todas as crianças, com a maioria delas exibindo linfócitos T CD4+ que produziam tanto IFN-g quanto IL-10 em resposta a hemácias infectadas por Plasmodium.  A frequência destas células co-produtoras de IFN-g e IL-10 foi maior nas crianças com mais de 2  ou mais episódios/ano (comparada com as crianças com menos de 2 episódios) e se correlacionou inversamente com a duração da malária. Um ponto importante é que feito o ajuste para incidência prévia de malária a frequência de linfócitos duplo produtores de IFNg e IL-10 não está associada com proteção. 

Um outro ponto importante se refere às células produtoras de TNF, que não se correlacionaram com proteção, mas a sua ausência está associada à infecção assintomática.  A elevada frequência de linfócitos T CD4+ co-produtores de IFN-g e de IL-10 é uma observação importante para futuros estudos.

A demonstração do papel da resposta mediada por IFN tipo I na etapa hepática da infecção é um dado novo na compreensão da resposta imune contra o Plasmodium e com amplas possibilidades de avançar novas abordagens de proteção contra malária. Já a observação da importância dos linfócitos T CD4+ produtores de IFN-g/IL-10, embora não tão inovadora, é também importante no quadro complexo da imuno-regulação da malária humana.

Avançamos, mas ainda temos um longo caminho pela frente.

1.  Nature Medicine,  (2013). doi:10.1038/nm.3424

 2. PLoS Pathog  (2014) doi:10.1371/journal.ppat.1003864