Papel do receptor ST2 no desenvolvimento da resposta imune e patogênese na infecção experimental aguda por Trypanosoma cruzi

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Dissertação de mestrado

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Role of the ST2 receptor in the development of the immune response and pathogenesis in acute experimental Trypanosoma cruzi infection

Primeiro orientador

Membros da banca

André Talvani Pedrosa da Silva
Guilherme de Paula Costa
Cristiane Alves da Silva Menezes

Resumo

A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, acomete cerca de 6 milhões de pessoas no mundo todo, principalmente em países endêmicos na América Latina. O parasito induz uma robusta imunopatologia, frequentemente resultando em disfunções cardíacas, hepáticas e intestinais. A modulação da resposta imune é essencial tanto para a sobrevivência do hospedeiro quanto do parasita. A interleucina-33 (IL-33) apresenta efeitos pleiotrópicos durante infecções, podendo ser protetora ou prejudicial. A IL-33 se liga ao receptor supressor de tumorigenicidade 2 (ST2), que é expresso em uma variedade de células, incluindo leucócitos. Neste contexto, este estudo objetivou investigar o papel do receptor ST2 durante a fase aguda da infecção experimental por T. cruzi. Para isso, camundongos fêmeas BALB/c, selvagens (WT) e geneticamente deficientes para o receptor ST2 (ST2⁻/⁻), com idades entre 8 e 10 semanas, foram infectados com 1000 tripomastigotas sanguíneos da cepa Y de T. cruzi. A avaliação parasitológica, imunológica e fisiopatológica foi realizada em distintos momentos da fase aguda da infecção para caracterizar o desenvolvimento de patogêneses. Observou-se que a ausência de ST2 resultou em uma diminuição da parasitemia aos 7 dias pós-infecção (dpi), acompanhada pelo desenvolvimento de miocardite precoce e aumento dos níveis de CK-MB. Com a progressão da infecção (20 dpi), os animais ST2-/- apresentaram acúmulo de leucócitos no fígado e intestino, associado a disfunções funcionais nesses órgãos. No coração, observamos alterações degenerativas e comprometimento da função elétrica cardíaca. Na avaliação da resposta imune, identificamos respostas inflamatórias exacerbadas no baço, com o aumento na expressão de IFN-γ e TNF-α em linfócitos. No tecido cardíaco, constatamos redução da população de macrófagos cardíacos residentes, em detrimento do recrutamento de macrófagos MHC II+ CCR2+ e monócitos. Ademais, na deficiência do receptor /ST2, observamos uma potencialização generalizada da expressão de IFN-γ por variadas populações celulares, incluindo linfócitos T CD4+ e CD8+, monócitos, neutrófilos e macrófagos. Conclui-se que o eixo IL-33/ST2 desempenha um papel essencial na regulação da resposta inflamatória e na manutenção da homeostase tecidual durante a infecção aguda por T. cruzi. Os dados obtidos neste estudo aprofundam o conhecimento sobre os mecanismos imunopatológicos da doença de Chagas e, consequentemente, podem direcionar o desenvolvimento de novas estratégias de controle ou terapêuticas.

Abstract

Chagas disease, caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, affects approximately 6 million people worldwide, mainly in endemic countries in Latin America. The parasite induces a robust immunopathology, frequently resulting in cardiac, hepatic, and intestinal dysfunctions. Modulation of the immune response is essential for both host and parasite survival. Interleukin-33 (IL-33) exhibits pleiotropic effects during infections, potentially acting as either protective or detrimental. IL-33 binds to the suppressor of tumorigenicity 2 (ST2) receptor, which is expressed on a variety of cells, including leukocytes. In this context, this study aimed to investigate the role of the ST2 receptor during the acute phase of experimental T. cruzi infection. For that, female BALB/c mice, wild-type (WT) and ST2 receptor genetically deficient (ST2-/-) mice, aged between 8 and 10 weeks, were infected with 1000 blood trypomastigotes of T. cruzi Y strain. Parasitological, immunological and pathophysiological evaluations were performed at distinct time points during the acute phase of infection to characterize the development of pathogenesis. The absence of ST2 was observed to result in a transient decrease in parasitemia at 7 days post-infection (dpi), accompanied by the development of early myocarditis and increased CK-MB levels. With the progression of infection (20 dpi), ST2-/- mice exhibited leukocyte accumulation in the liver and intestine, associated with functional impairment in these organs. In the heart, degenerative changes and impaired cardiac electrical function were observed. Evaluation of the immune response revealed exacerbated inflammatory responses in the spleen, with increased expression of IFN-γ and TNF-α in lymphocytes. In cardiac tissue, a reduction in the resident cardiac macrophage population was observed, alongside an increased recruitment of MHC II+ CCR2+ macrophages and monocytes. Furthermore, ST2 deficiency led to a generalized enhancement of IFN-γ expression by various cell populations, including CD4+ and CD8+ T lymphocytes, monocytes, neutrophils, and macrophages. In conclusion, the IL-33/ST2 axis plays an essential role in regulating the inflammatory response and maintaining tissue homeostasis during acute T. cruzi infection. The data obtained in this study contribute to the understanding of the immunopathological mechanisms of Chagas disease and, consequently, may guide the development of new control or therapeutic strategies.

Assunto

Parasitologia, Doença de Chagas, Imunidade, Doenças do Sistema Imunitário

Palavras-chave

Doença de Chagas, Resposta imune inata e adquirida, Imunopatologia

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