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Type: Tese
Title: Caracterização de mecanismos induzidos pela infecção por Strongyloides venezuelensis que atuam na modulação da retocolite ulcerativa provocada por Sulfato de Sódio Dextrano em camundongos
Other Titles: Characterization of mechanisms induced by Strongyloides venezuelensis infection that act in the modulation of ulcerative colitis caused by Dextran Sodium Sulfate in mice
Authors: Vanessa Fernandes Rodrigues
First Advisor: Deborah Aparecida Negrão-Corrêa
First Referee: Élida Mara Leite Rabelo
Second Referee: Lílian Lacerda Bueno
Third Referee: Soraya Torres Gaze
metadata.dc.contributor.referee4: Eduardo José de Almeida Araújo
Abstract: A infecção por helmintos induz uma resposta imune do tipo-2 modulada, que pode alterar outros processos inflamatórios crônicos presentes no hospedeiro, como é o caso da retocolite ulcerativa (RCU). Dados anteriores do nosso grupo de estudo demonstraram que a infecção aguda por Strongyloides venezuelensis e concomitante a exposição ao Sulfato de Sódio Dextrano (DSS) foi capaz de reduzir a gravidade clínica da RCU induzida por DSS, porém os mecanismos envolvidos não foram esclarecidos. Neste trabalho, nosso objetivo foi compreender possíveis mecanismos imunológicos induzidos pela infecção por S. venezuelensis e/ou seus antígenos que participam na modulação da RCU aguda e crônica induzida por DSS em camundongos. Para tanto, camundongos BALB/c selvagens (WT) infectados com S. venezuelensis ou inoculados com seus antígenos ingeriram solução aquosa contendo DSS para indução de RCU aguda ou crônica. Como controles, foram utilizados camundongos BALB/c não infectados e não tratados; somente infectados e somente tratados com DSS. Em alguns experimentos, o procedimento experimental foi realizado em camundongos BALB/c deficientes na produção do receptor de IL-33, receptor ST2, (ST2-/-), ou na produção de IL-4 (IL-4-/-) ou na maturação de eosinófilos (∆dblGATA) para investigar o papel destes elementos no mecanismo de indução e modulação da RCU. Posteriormente, foi avaliada a capacidade de um extrato de S. venezuelensis adulto (SvE) em suprimir a resposta de macrófagos (linha celular THP-1 humana) ao desafio in vitro com lipopolissacarídeo (LPS). Os resultados demonstraram que animais infectados por S. venezuelensis e concomitantemente expostos ao DSS apresentaram redução dos sinais clínicos, do encurtamento do cólon, da inflamação do cólon distal e no nível de citocinas/quimiocinas de perfil Th-1 e Th-17 enquanto tiveram aumento de citocinas Th-2 e Treg. Entretanto, animais com infecção prévia por S. venezuelensis e/ou a inoculados com baixas concentrações de antígenos solúveis do parasito não apresentaram redução na gravidade clínica e danos na mucosa do cólon. Por outro lado, animais que foram infectados após estabelecimento da RCU crônica induzida por DSS apresentaram redução dos sinais clínicos, encurtamento do cólon, inflamação da mucosa colônica enquanto tiveram aumento de citocinas regulatórias e de reparo. Animais com deficiência na indução da resposta Th-2, como produção do receptor ST2 (ST2-/-), da citocina IL-4 (IL-4-/-) e na diferenciação de eosinófilos (ΔdblGATA) apresentaram score clínico e microscópico menores em relação aos camundongos selvagens. Contudo, camundongos ST2-/- infectados por S. venezuelensis apresentaram redução do score clínico, do encurtamento do cólon e dos danos na mucosa do cólon, em comparação aos camundongos ST2-/- somente tratados com DSS, no entanto sem aumento de IL-10 e IL-13. Nos animais IL-4-/- a infecção pelo nematódeo não reduziu o score clínico da RCU, porém reduziu o dano tecidual do cólon. Já nos camundongos ΔdblGATA a infecção não foi capaz de diminuir a perda de peso, o score clínico, nem a inflamação do cólon distal. Nossos dados mostraram ainda que animais BALB/c selvagens infectados e tratados com DSS também apresentaram recuperação mais rápida da RCU induzida por DSS e aumento da atividade de arginase por células isoladas do lavado peritoneal do que animais apenas tratados, sugerindo a participação de macrófagos alternativamente ativados M2. Na linhagem ST2-/- animais infectados e tratados tiveram piora clínica após parada da exposição ao DSS, enquanto animais infectados e tratados IL-4-/- e ∆dblGATA apresentaram cinética de recuperação da RCU semelhante aos apenas tratados com DSS. Finalmente, antígenos de vermes adultos de S. venezuelensis reduziram a produção de TNF-α e IL-1 por células THP-1 estimuladas por LPS in vitro. Em resumo, a infecção ativa por S. venezuelensis leva a uma reposta imune Th-2 e regulatória com ativação de M2, que atuam na redução da gravidade da RCU aguda induzida por DSS através de mecanismos de reparo dependente de eosinófilos e independente da via IL-33/ST2. A infecção ativa pelo nematódeo também modula a RCU crônica através da participação de citocinas de reparo como TGF-β.
Abstract: Helminth infection induces a modulated type-2 immune response, which may alter other chronic inflammatory diseases, such as ulcerative colitis. Previous data from our study group have demonstrated that concomitant acute Strongyloides venezuelensis infection with DSS treatment was able to reduce the clinical severity of colitis DSS-induced, however the mechanisms involved have not been clarified. Herein, we evaluated possible immunological mechanisms induced by S. venezuelensis infection and/or its antigens that participate in the modulation of acute and chronic ulcerative colitis caused by DSS in mice. For the experiment, wild‐type BALB/c mice (WT) was infected with S. venezuelensis or inoculated with their antigens and they were treated orally with DSS solution to induce acute or chronic colitis. As controls, we used uninfected and untreated mice, only infected, and only treated with DSS. In some experiments, the experimental procedure was performed on BALB/c mice deficient in IL-33 receptor production (ST2 -/ -), deficient in IL-4 production (IL-4 -/-), deficient in eosinophil maturation (∆dblGATA) to investigate the role of these elements in the mechanism of colitis induction and modulation. Subsequently, the ability of a PBS-soluble extract of adult S. venezuelensis to suppress macrophage (human THP-1 cell line) response to in vitro challenge with lipopolysaccharide (LPS) was tested. The results showed that active S. venezuelensis infection concomitantly with the induction of UC reduces clinical signs, colon treatment, distal colon inflammation and Th-1 and Th-17 cytokines/chemokines, while increased Th-2 and Treg cytokines. However, previous S. venezuelensis infection and/or inoculation of soluble parasite antigens in low concentrations does not reduce clinical severity and damage to the colon mucosa. Animals that became infected after the establishment of chronic DSS-induced colitis had reduced clinical signs, colon shortening and colonic mucosal inflammation, while they had increased regulatory cytokines and repair of mucosa. Mice deficient in Th-2 response induction, such as production of ST2 receptor (ST2-/-), cytokine IL-4 (IL-4-/-) and eosinophil differentiation (ΔdblGATA) had lower clinical and microscopic scores compared to wild mice. However, S. venezuelensis-infected ST2-/- mice showed a reduction in clinical score, colon shortening, and colonic mucosal damage compared to ST2-/- mice treated with DSS only, but without an increase in IL- 10 and IL-13. In IL-4 -/- mice, the nematode infection did not reduce the clinical score of colitis but reduced the tissue damage of the colon. In ΔdblGATA mice, infection was not able to decrease weight loss, clinical score, or inflammation of the distal colon. Our data also showed that treated-DSS/infected WT mice showed faster recovery from DSS-induced colitis and increased arginase activity by cells isolated from the peritoneal lavage than treated animals only. In ST2 -/- infected and treated mice had clinical worsening after cessation of exposure to DSS, while infected and treated IL-4 -/- and ∆dblGATA mice presented colitis recovery kinetics similar to those treated with DSS only. Finally, S. venezuelensis adult worm antigens reduced the production of TNF-α and IL-1 by LPS-stimulated THP-1 cells in vitro. In summary, active infection by S. venezuelensis induce Th-2 and regulatory immune response with activation of M2, which act to reduce the severity of acute colitis DSS-induced by eosinophil-dependent and IL-33/ST2 -independent repair mechanisms. Active nematode infection also modulates chronic colitis by the participation of repair cytokines such as TGF-β.
Subject: Parasitologia
Strongyloides
Colite
Resposta imune
Sulfato de Dextrana
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Parasitologia
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/32389
Issue Date: 16-Dec-2019
metadata.dc.description.embargo: 16-Dec-2020
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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