Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/59723
Type: Tese
Title: Estratégias alternativas de imuno-modulação nas doenças inflamatórias intestinais
Authors: Ana Cristina Gomes Santos
First Advisor: Ana Maria Caetano de Faria
metadata.dc.contributor.advisor2: Anderson Miyoshi
First Co-advisor: Denise Carmona Cara
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Donna-Marie McCafferty
Abstract: Para manter a homeostase intestinal, o sistema imune lida tanto com os antígenos patogênicos como também mantém um estado de tolerância a microbiota e aos antígenos alimentares com os quais entra em contato todos os dias. No entanto, a perturbação desse equilíbrio fino pode causar doença inflamatória intestinal (DII) em hospedeiros geneticamente susceptíveis. IL-10 é uma citocina reguladora que desempenha um papel importante na homeostase da mucosa do intestino e isso é ilustrado pelo fato de que camundongos IL-10-/- desenvolvem colite espontânea. Nesse estudo, analisamos as alterações imunológicas que acompanham o desenvolvimento de colite em camundongos IL-10-/- com diferentes idades. Defeitos em elementos reguladores na mucosa do intestino tais como a menor freqüência de células T CD4+CD25+Foxp3+ foram detectados a partir de 6 semanas de idade. Em paralelo, houve um aumento na frequência de células T ativadas no cólon. A progressão da colite culmina com a redução da frequência de linfócitos intraepiteliais TCRγδ+ e de células T reguladoras CD4+LAP+ no intestino delgado e grosso. A produção de IL-17 foi maior no cólon de camundongos com 6 semanas de idade, mas camundongos IL-10-/- com 16 semanas apresentaram níveis maiores de IFN-no cólon. Os níveis de TGF-β estavam aumentados no jejuno proximal de camundongos com colite. As frequências de células B1 estavam elevadas no peritônio, nas placas de Peyer e na lamina propria do intestino. Houveram alterações nos níveis de imunoglobulinas séricas e na produção de IgA secretória que estavam aumentadas. Apesar de todas essas alterações, camundongos IL-10-/- com 16 semanas de idade se tornam tolerantes após a ingestão contínua de antígeno. Posteriormente, testamos duas intervenções terapêuticas nas DIIs. A primeira delas consistiu em substituir as proteínas da dieta por aminoácidos livres ou por peptídeos de cadeia curta. A dieta contendo aminoácidos livres agravou a inflamação intestinal no modelo de colite, com redução de IgA secretória. Da mesma forma, a dieta com hidrolizados proteicos não foi capaz de melhorar a colite aguda. Na segunda intervenção, utilizamos Lactococcus lactis geneticamente modificados para secretar Hsp65 na mucosa intestinal. A administração oral de L. lactis produtor de Hsp65 inibiu significamente aindução da colite por DSS; abolindo a perda de peso, a diarréia e o sangramento retal. O efeito não pôde ser explicado por alterações na secreção de IgA ou na permeabilidade intestinal. No entanto, a proteção da mucosa foi acompanhada por níveis diminuídos de TNF-α, IL-6, IL-4 e IL-5 e aumento de IL-10 na mucosa do cólon. Além disso, os camundongos tratados com L. lactis produtor de Hsp65 tiveram frequência aumentada de células Treguladoras (T regs) no baço. A razão entre células T efetoras/Tregs foi semelhante àquela encontrada em camundongos controle. Houveram maiores frequências de células dendríticas expressando CD80, CD86, CD40, CD103, TLR2 e TLR4 no baço de camundongos que receberam L. lactis produtor de Hsp65. A capacidade do sobrenadante de L. lactis produtor de Hsp65 em induzir a expressão de TLR2 e TLR4 foi confirmada in vitro. Além disso, a administração de L. lactis produtor de Hsp65 não foi capaz de melhorar a colite em camundongos TLR2-/-. Em camundongos IL-10-/-, L. lactis produtor de Hsp65 reduziu os sinais da inflamação. A freqüência de células Tregs CD4+LAP+ e os níveis de TGF-β no colon aumentaram após o tratamento. Nosso estudo fornece uma análise detalhada das mudanças que precedem a colite em camundongos IL-10-/- e também sugere que L. lactis produtor de Hsp65 pode ser usado como tratamento alternativo para DII.
Abstract: To maintain intestinal homeostasis, the immune system must faithfully respond to antigens from pathogenic microbes while maintaining a state of tolerance to commensal microorganisms and food antigens that confront it every day. However, disruption of this thin balance can cause inflammatory bowel disease (IBD) in genetic susceptible hosts. IL-10 is a regulatory cytokine that plays a major role in the homeostasis of the gut mucosa and this is illustrated by the fact that IL-10-deficient mice develop spontaneous colitis. In this study, IL-10-/- mice were analyzed for immunological changes accompanying the development of colitis at different ages. Defects in regulatory elements at the gut mucosa such as lower frequency of CD4+CD25+Foxp3+ T cells could be detected since 6 weeks of age. In parallel, there was an increased frequency of activated T cells in the colon. Colitis progression culminates with the reduction in the frequency of TCRγδ+ intraepithelial lymphocytes (IEL) and CD4+LAP+ regulatory T cells in the small and large intestines. Production of IL-17 was higher in the colon at 6 weeks of age but at 16 weeks of age levels of IFN-increased in the colon. TGF-β was increased in the proximal jejunum of mice with colitis. Frequencies of B1 cells were elevated in peritoneum, Peyer´s patches and gut lamina propria. There were alterations in serum immunoglobulin levels and secretory IgA production was increased. Despite all these alterations, 16-week-old IL-10-deficient mice could be rendered tolerant by a continuous feeding protocol of antigen administration. We next tested two therapeutic alternatives for the treatment of IBD. The first one consisted of a diet where proteins were replaced by free aminoacids or short chain peptides. The diet containing free aminoacids aggravated gut inflammation in DSS induced colitis model with reduction in secretory IgA. Likewise, the diet with protein hydrolizates was not able to ameliorate the acute colitis. As a second therapeutic alternative, we used a strain of Lactococcus lactis genetically engineered to deliver Hsp65 in the gut mucosa. Oral administration of Hsp65-producing L. lactis prevented DSSinduced colitis; abolishing weight loss, diarrhea and fecal bleeding. The effectcould not be explained by alterations in secretory IgA or in intestinal permeability. However, mucosal protection was accompanied by diminished levels of TNF-, IL-6, IL-4 and IL-5 and by enhanced IL-10 in colonic mucosa. In addition, mice treated with Hsp65-producing L. lactis had increased frequency Treg cells in the spleen. Moreover, the ratio between effector T cells and Tregs was similar to the one found in control health mice. There was enhanced frequency of dendritic cells expressing CD80, CD86, CD40, CD103, TLR2 e TLR4 in the spleen of mice that received Hsp65-producing L. lactis. Ability of Hsp supernatant in enhancing expression of TLR2 and TLR4 was confirmad in vitro. Moreover, Hsp65-producing L. lactis did not improve the ulcerative colitis in TLR2-/-. In IL-10-/- mice, Hsp65-producing L. lactis was able to reduce the signs of inflammation. Likewise, frequency of CD4+LAP+ Tregs and colonic levels of TGF- increased after treatment with Hsp65-producing L. lactis. Our study provides detailed analysis of changes that precede colitis in genetically susceptible mice and it also suggests that Hsp-65 producing L. lactis could be one alternative treatment to IBD.
Subject: Bioquímica
Interleucina-10
Colite
Dieta
Lactococcus lactis
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Farmacologia Bioquímica e Molecular
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/59723
Issue Date: 5-Sep-2011
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ANA CRISTINA GOMES SANTOS-D.pdf2.99 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons