O sistema imune responde ativamente às bactérias comensais durante uma infecção patogênica

 

 

Uma das mais intrigantes perguntas da Imunologia atual é como o sistema imune associado ao intestino consegue tolerar os antígenos alimentares e bactérias comensais e ao mesmo tempo responder aos microrganismos invasores e patogênicos.

            Num artigo recente da revista Science, o grupo da Dr^a Yasmine Belkaid (Hand et al., 2012; ver referência no final) mostrou que o sistema imune responde às bactérias comensais após a infecção oral por Toxoplasma gondii.

Os autores mostraram que após a infecção, o parasito se expande sistêmicamente para o baço e localmente para a lamina própria do intestino delgado, onde induz uma significante imunopatologia que é associada com a indução de células Th1 e redução de células T regulatórias. Além disso, a infecção por T. gondii induz o aumento da associação entre as bactérias comensais e o epitélio intestinal, com escape de microrganismos do intestino e translocação para os linfonodos mesentéricos, fígado e baço. Essa quebra da barreira epitelial associada à redução da imunorregulação, culminam na perda da ignorância imunológica da microbiota intestinal durante a infecção por T. gondii.

Utilizando transferência de células T, com TCR transgênico especifico para flagelina (CBir1) da bactéria comensal Clostridium, para camundongos infectados com T. gondii, o grupo demonstrou que essas células T específicas para a microbiota são ativadas, proliferam e se diferenciam em células efetoras inflamatórias, produtoras de IFN-γ. O estudo também mostrou que essas células T sobrevivem por longos períodos e persistem em tecidos não linfóides, da mesma forma que as células de memória específicas para patógenos.

De maneira clara e concisa, os resultados sugerem que durante a infecção gastrointestinal, a resposta imune aos microrganismos comensais acontece de forma paralela à resposta aos microrganismos patogênicos, e que as respostas imunes adaptativas à microbiota comensal são um componente integral da imunidade de mucosa.

Definitivamente, um bom artigo para se ler. Boa leitura!

Referência:

• Acute Gastrointestinal Infection Induces Long-Lived Microbiota-Specific T Cell Responses.

Timothy W. Hand, Liliane M. Dos Santos, Nicolas Bouladoux, Michael J. Molloy, Anyonio J. Pagan, Marion Pepper, Craig L. Maynard, Charles O. Elson III, Yasmine Belkaid.

E-pub ahead of print. 23 August 2012 / Page 1/ 10.1126/science.1220961

 

Post de autoria de: Alessandra Filardy

       Laboratory of Molecular Immunology

       NIAID/National Institutes of Health

 

 

Desvendando a IgD

Post por Ana Carolina Moraes

Aluna de mestrado

Programa de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia Aplicadas

Universidade Federal de Uberlândia

Neste ano foram publicadas duas revisões na Annual Review of Immunology (AQUI e AQUI) que abordaram um assunto interessante e pouco discutido: o isotipo enigmático de imunoglobulinas, a IgD.

Superfícies mucosas são colonizadas por uma variedade de bactérias comensais e representam o principal local de entrada para agentes patogênicos. Para evitar a invasão microbiana, as células B da mucosa liberam grandes quantidades de imunoglobulinas através de múltiplas vias: folicular (dependente de célula T) e extrafolicular (independente de célula T). IgA é o isotipo de anticorpo mais abundantes em secreções da mucosa, e recentemente foi descoberto que a IgD também apresenta função na mucosa.

A IgD foi descoberta recentemente em ancestrais vertebrados, sugerindo que essa imunoglobulina foi preservada durante todos esse anos, desde seu surgimento junto com IgM na época do aparecimento do sistema imune adaptativo, cerca de 500 milhões de anos atrás. 

IgD apresenta boa plasticidade estrutural e pode ser expressa principalmente como transmembrana ou molécula secretora de uma forma espécie-específica. Uma interpretação possível é que o gene que codifica IgD foi preservado como um locus estruturalmente flexível para complementar as funções de IgM.

A mudança de classe de IgM para IgD ocorre na mucosa respiratória superior em humanos para gerar células B secretoras de IgD que ligam à bactérias respiratórias e seus produtos. Além de melhorar a imunidade da mucosa, IgD circulante também interage com basófilos através de um receptor que mobiliza cálcio que induz fatores antimicrobianos, opsonizantes, inflamatórios e imunoestimulante.

Finalmente, células B que mudam de classe para IgD e basófilos “armados com IgD” são desregulados em pacientes com síndromes hiper-IgD e autoinflamatórias, que indica que IgD coordena um sistema de vigilância entre imunidade e inflamação. Este sistema pode não só monitorar a invasão por bactérias respiratórias, mas também regular as respostas de anticorpos.

Cerutti, A.; Chen, K.; Chorny, A. Immunoglobulin Responses at the Mucosal Interface, Annu. Rev. Immunol. 2011. 29:273–93.

REFERÊNCIAS:

Chen, K.; Cerutti, A. New Insights into the Enigma of Immunoglobulin D. Immunol Rev. 2010 September ; 237(1): 160–179.

Chen, K.; Cerutti, A. The function and regulation of immunoglobulin D. Current Opinion in Immunology 2011, 23:345–352.

Chen, K.; Xu, W.; Wilson, M.; He, B.; Miller, N. W.; Bengtén, E.; Edholm, E. S.; Santini, P. A.;  Rath, P.; Chiu, A.; Cattalini, M.; Litzman, J.; Bussel, J. B.; Huang, B.; Meini, A.; Riesbeck, K.; Cunningham-Rundles, C.; Plebani, A.; Cerutti, A. Immunoglobulin D enhances immune surveillance by activating antimicrobial, proinflammatory and B cell–stimulating programs in basophils. Nature Immunology 2009, 10: 889-900. 

PGE2 e a migração celular para o intestino

A produção de ácido retinóico (RA) pelas células dendríticas (DCs) é de fundamental importância para a indução de respostas imunes no intestino. O RA produzido pelas DCs induz a produção e exposição de receptores, tais como o a4b7 e CCR9, em células T e B. Tais linfócitos apresentam assim migração preferencial para a mucosa intestinal. Até aí tudo certo. O que não se sabia antes era o tal do mecanismo que poderia explicar como a produção de RA é regulada durante o desenvolvimento das DCs. Um paper recente publicado no Journal of Experimental Medicine pelo grupo do Vicenzo Cerundolo tenta explorar esta área realizando experimentos elegantes em ambos camundongos e células humanas. Os autores começam o paper mostrando que DCs murinas (definidas nesse contexto como células CD11c+) isoladas de linfonodos mesentáricos apresentam maior expressão da enzima RALDH, que converte retinol em RA, do que as isoladas do baço. Depois eles vão adiante e realizam um sorting de DCs positivas ou negativas para a RALDH. Usando um sistema de co-cultura com células T, os autores mostram que somente as DCs positivas para RALDH conseguem induzir a expressão de CCR9 nas células T. Ainda, eles sugerem que o fator de crescimento GM-CSF é um bom indutor de RALDH nas DCs (fizeram isso para talvez justificar a metodologia da diferenciação in vitro dessas células e manter a coerência com as análises ex-vivo). Durante os experimentos, os autores notaram que na pele, ao contrário do linfonodo mesentérico, há uma expressão muito reduzida de RALDH pelas DCs.

Os caras então ficaram intrigados. O que será que tem na pele que está inibindo relativamente a expressão de RALDH pelas DCs? Bem, a resposta para isso poderia explicar a migração diferencial de linfócitos para estes dois locais. Como abordar isso? Foi aí que eles decidiram cultivar DCs murinas diferenciadas com GM-CSF na presença de sobrenadantes de diferentes linhagens de células estromais (primary mouse skin line, fibroblastos 3T3 e células EL-4). Eles então viram que os sobrenadantes das células da pele e dos fibroblastos foram capazes de inibir a expressão de RALDH pelas DCs. Daí em diante o paper tenta explicar que fator estomal é esse da pele que reduz a capacidade das DCs de produzir RA. E eles tentaram várias coisas. Aqueceram os sobrenadantes até 80oC e nada. Usaram tripsina e nada. Ora pois então não seria algo protéico. Seria lipídico? Não é que era algo inibido pela Indometacina?

A indometacina é um inibidor da cicloxigenase (COX). Ela inibe mais a COX-2, que é a versão induzível, mais freqüentemente em processos inflamatórios (daí o uso de inibidores da COX-2 amplamente realizado na prática medica. Não sabe o que fazer, prescreve aí um anti-inflamatório). A COX-1 é produzida constitutivamente e também é afetada pela Indometacina. O produto mais famoso das COXs é certamente a prostaglandina E2 (PGE2). A PGE2 é um mediador lipídico bem esquizofrênico (o que na verdade parece ser uma regra na família dos eicosanóides...). A coitada já foi apontada como maléfica em diversas doenças inflamatórias, e também a solução para diversas outras patologias também bem inflamatórias. De maneira resumida, a PGE2 causa uma vasodilatação capilar e aumenta assim o fluxo sanguíneo, favorecendo também a migração de células inflamatórias. Em outro contexto, a PGE2 induz uma série de modificações em diversas células do sistema imune. No macrófago, por exemplo, a PGE2 pode reduzir a produção de alguns outros tantos mediadores inflamatórios e induzir apoptose. Neste paper aqui comentado, a PGE2 foi a bola da vez e mostrou-se como o principal fator do estroma de células cutâneas responsável pela inibição de RALDH pelas DCs.

Só que esta história não é tão simples assim (!?). A causa provável da esquizofrenia da PGE2 é que este mediador lipídico tem ao menos 4 receptores descritos (EP1, EP2, EP3, EP4), cada um desempenhando papéis muitas vezes opostos. O próximo passo seria portanto definir se o efeito da PGE2 sobre as DCs envolveria algum receptor e qual. Chegou a hora dos super camundongos KO. E teve um KO pra cada receptor. Assim, ficou bem claro mostrar que, em camundongos, o receptor EP4 seria o dito cujo. Para ser mais “translational”, os autores então foram checar se algo parecido acontecia com DCs humanas. E acharam resultados bem semelhantes. A diferença ficou no receptor de PGE2 envolvido. Em humanos foi o EP2, não perguntem o por que. Agora o paper já tinha uma proposta de mecanismo, não parece? Foi então que um revisor perguntou: “qual o mecanismo do mecanismo?”.

Bem, aí eles foram a diante e mostraram que tanto em camundongos quanto em células humanas, a PGE2 induz a expressão de uma molécula intracelular chamada ICER (Indubible Cyclic AMP Early Repressor). A história de como os autores chegaram na idéia de testar a ICER está no paper para os interessados. Legal foi que eles acharam que a ICER está associada à supressão de RALDH pela PGE2. Essa última parte dos resultados me pareceu um pouco forçosa e a relação causal direta entra PGE2, ICER e RALDH não está totalmente comprovada em razão do tipo de análise realizada pelos autores (no caso, transversal, onde o melhor seria ver os efeitos de maneira temporal – ver figura 7F).

Esses resultados podem direcionar várias possibilidades de idéias a serem testadas:

1. Seria legal testar de a inibição da PGE2 ou do seu receptor EP2 teria algum efeito no contexto da utilização de vacinas cuja via de administração seja oral. Será que haveria maior migração de células T para as mucosas? Será que seria benéfica essa possível maior migração de linfócitos para a mucosa intestinal?

2. Será que a PGE2 poderia ter algum papel nas DCs que resultaria em migração diferenciada de células T para outras mucosas, como a mucosa respiratória?

3. Será que é válido tentar a oferta de PGE2 sintética ou mesmo de agonistas de EP2 para tratar doenças inflamatórias intestinais, ao reduzir a migração de linfócitos T para a mucosa? Será que esses resultados explicam o porque que o tratamento com inibidores de COX-2 serve como adjuvante para alguns tipos de tumores intestinais?

Essas são só algumas questões que surgiram rapidamente depois de eu dar uma leitura dinâmica do artigo. Tenho certeza que vocês teram outras até mais interessantes após uma detalhada análise.

Indicação certa para leitura.

Fonte: Stock A, Booth S, Cerundolo V, 2011. Prostaglandin E2 suppresses the differentiation of retinoic acid-producing dendritic cells in mice and humans. J Exp Med DOI: 10.1084/jem.20101967

Imunidade de mucosa e subpopulações de células não convencionais

Finalmente o último post sobre as novidades do congresso de imunoregulação.

Fiona Powrie falou sobre o modelo de colite inata induzida pela infecção por Helicobacter hepaticus e o papel da IL-23 nessa doença inflamatória. O seu grupo já sabia da importância da IL-23 na colite inata (induzida pela infecção por H. Hepaticus em animais deficientes de RAG) e adaptativa (induzida pela transferência de células T “naive” em animais deficientes de RAG) (ver Hue et al, 2006 JEM 203: 2473-2483 e Izcue et al, 2008 Immunity 28:559-70). Eles agoram identificaram a população de células da lamina própria que estão involvidas na indução da colite inata (acabou de ser publicado na Nature dia 14 de abril – ver Buonocore et al, 2010). Essas células são parecidas com as Lti (lymphoid tissue inducer cells) presentes no intestino, elas expressam Thy1 e Sca1 e são Lin- (B220-GR1-CD11b-CD3-). Após a infecção com H. Hepaticus, ocorre expansão dessas células na lâmina própria, e quando isoladas e cultivadas na presença de IL-23, elas produzem IFN-gama, IL-17 e IL-22. Para mostrar a importância dessas células na colite inata, eles a depletaram com anticorpo anti-Thy1 e observaram completa inibição de doença após infecção. Será que as LTi sinergizam ou antagonizam com as células T durante a colite? Isso poderia ajudar a entender os mecanismos operantes na doença inflamatória intestinal.

O brasileiro Daniel Mucida falou sobre seu novo trabalho sobre a caracterização de células T CD4+CD8alfa+ alfa+ no intestino. Utilizando o modelo de colite induzido por células T CD4 “naive” (Powrie et al, 1995), eles observaram que as células T CD4 transferidas para recipientes deficientes de RAG adquirem expressão de CD8alfa no intestino mas não nos linfonodos mesentéricos ou baço. As células T CD4+CD8+ encontradas no intestino expressam genes também expressos por células T CD8 citotóxicas e perdem a expressão do fator de transcrição ThPOK, indispensável para diferenciação de linfócitos T CD4 no timo, sugerindo conversão de células T CD4 maduras em CD8. Em seguida, eles transferiram células T CD4 de animais que não são capazes de re-expressar CD8 em células maduras para animais deficientes de RAG e verificaram que as células transferidas que migraram para o intestino expressavam níveis bastante reduzidos de CD8alfa e aumentados da citocina IL-17, crucial para o desenvolvimento de colite. Além disso, os recipientes dessas células desenvolveram colite mais grave, sugerindo que a aquisição de um fenótipo CD8 pode ser benéfico para o controle da colite. Daniel e colaboradores definiram um novo subtipo de células T CD4 efetoras com plasticidade suficiente para conversão em um fenótipo de células T CD8 citotóxicas mas que preserva a via de apresentação de antígenos por MHC classe II e é capaz de inibir resposta inflamatória induzida por células Th17. Essses resultados e outros mais devem ser publicados em breve.