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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/25143
ESTUDO DOS MECANISMOS REGULADORES DA EXPRESSÃO E ATIVIDADE DA ENZIMA INDOLEAMINA 2,3 DIOXIGENASE (IDO) EM CÉLULAS DENDRÍTICAS ESTIMULADAS POR MYCOBACTERIUM LEPRAE
Oliveira, Jéssica Araujo da Paixão de | Date Issued:
2017
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A Indoleamina 2,3 Dioxigenase (IDO) é uma enzima envolvida na primeira etapa do catabolismo do triptofano e pode apresentar um efeito dúbio, tendo sido descrita em ambientes microbicidas ou tolerogênicos. Diversos trabalhos do nosso grupo demonstraram que a IDO é diferencialmente regulada nas diferentes formas clínicas da hanseníase, sendo capaz de mediar os mecanismos tolerogênicos observados na forma multibacilar e ao mesmo tempo mediar os mecanismos microbicidas observados na forma paucibacilar e nos episódios reacionais. O presente estudo tem como objetivo investigar os mecanismos reguladores da expressão e atividade da IDO em células dendríticas diferenciadas de monócitos (mDCs) estimuladas por Mycobacterium leprae. Para isso, monócitos foram obtidos a partir de células mononucelares derivadas de monócitos (PBMCs) de buffy coats por seleção positiva. Para diferenciar as mDCs, os monócitos foram estimulados com GM-CSF e IL-4 durante 6 dias. O fenótipo destas células e a expressão de IDO foram avaliados por citometria de fluxo. A atividade de IDO foi avaliada por HPLC e a produção de citocinas nos sobrenadantes foi determinada por ELISA. Foi observado que as mDCs diferenciadas por este protocolo não expressam CD14, mas expressam CD11c, CD123, CD209, CD303, CD304 e HLADR. O CD83 foi pouco expresso, enquanto CD86 foi altamente expresso. Não foi observada modulação no fenótipo celular das mDCs estimuladas por M. leprae. Paralelamente ao estímulo do M. leprae utilizamos as frações de membrana (MLMA) e solúvel (MLSA) O estimulo com M. leprae foi capaz de aumentar a expressão da proteína IDO e sua atividade em mDCs, além de aumentar a expressão gênica de outras enzimas da via. Entre os estímulos estudados, o MLMA induziu a produção de citocinas pró-inflamatórias em mDCs. Em conjunto, M. leprae e suas frações induziram a expressão e atividade de IDO. A ausência de TLR2 em culturas de mDCs levou a diminuição da atividade de IDO induzida por M. leprae e MLMA, mostrando o envolvimento de TLR2 na indução de IDO. O bloqueio do TNF-\03B1 em mDCs estimuladas por M. leprae e suas frações levou a diminuição da atividade de IDO. Nossos dados demonstraram que a pré-incubação de mDCs com M. leprae induziu um aumento na frequencia de células T supressoras CD4+CD25+CTLA-4+ em culturas estimuladas com M. leprae quando comparadas com as culturas não estimuladas, o que foi revertido na presença do inibidor de IDO, o 1 metil triptofano (1-MT). Também foi mostrado que IDO é importante para a sobrevivência do bacilo. Em conjunto, nossos dados mostram que M. leprae e suas frações MLMA e MLSA são capazes de modular a atividade e funcionalidade de IDO em mDCs sugerindo que esta via possa ter um papel importante na imunopatogênese da hanseníase
Abstract
Indoleamine 2,3 Dioxygenase (IDO) is an enzyme involved in the first stage of tryptophan catabolism that present a dubious effect, it has been described in microbicidal or tolerogenic environments. Several studies in our group have demonstrated that IDO is differentially regulated in the diverse clinical forms of leprosy, being able to mediate the tolerogenic mechanisms observed in the multibacillary form and at the same time mediate the microbicidal mechanisms noticed in the paucibacillary form and in the reactional episodes. The present study aims to investigate the regulatory mechanisms of IDO expression and its activity in dendritic cells derived from monocytes (mDCs) stimulated by Mycobacterium leprae. For this, monocytes were obtained from peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of buffy coats by positive selection. To differentiate the mDCs, monocytes were stimulated by GM-CSF and IL-4 for 6 days. The phenotype of these cells and the expression of IDO were evaluated by flow cytometry. IDO activity was assessed by HPLC and cytokine production in the supernatants was determined by ELISA. It was observed that the mDCs differentiated by this protocol do not express CD14, but express CD11c, CD123, CD209, CD303, CD304 and HLA-DR. CD83 was poorly expressed, while CD86 was highly expressed. No modulation was observed in the cellular phenotype of M. leprae-stimulated mDCs Parallel to the stimulation of M. leprae we used cell membrane and cytosol M. leprae fractions, MLMA and MLSA, respectively. M. leprae stimulus was able to increase the expression of the IDO protein and its activity in mDCs, in addition to increasing the gene expression of other pathway enzymes. Among the stimuli studied, MLMA induced the production of pro-inflammatory cytokines in mDCs. Together, M. leprae and its fractions induced the expression and activity of IDO. The absence of TLR2 in cultures of mDCs led to a decrease in the IDO activity induced by M. leprae and MLMA, showing the involvement of TLR2 in the induction of IDO. Blocking of TNF-\03B1 in mDCs stimulated by M. leprae and its fractions led to a decrease in the activity of IDO. Our data demonstrated that pre-incubation of M. leprae mDCs induced an increase in CD4+CD25+CTLA-4+ suppressor T cell rates in M. leprae-stimulated cultures compared to non-stimulated cultures, which was reversed in the presence of the IDO inhibitor, 1-methyl tryptophan (1-MT). It has also been shown that IDO is important for the survival of the bacillus. Taken together, our data show that M. leprae and its MLMA and MLSA fractions are able to modulate IDO activity and functionality in mDCs suggesting that this pathway may play an important role in leprosy immunopathogenesis
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