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IMPACTO DA DESNUTRIÇÃO NO DESENVOLVIMENTO DA RESPOSTA IMUNE PROTETORA INDUZIDA PELA IMUNIZAÇÃO CONTRA O SCHISTOSOMA MANSONI
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Abstract in Portuguese
Desnutrição e esquistossomose são importantes problemas de saúde pública que afetam milhões de pessoas, ocupando as mesmas áreas geográficas em diferentes regiões do mundo. Evidências sugerem que a desnutrição pode causar disfunções imunes e impactar na eficácia de vacinas. Vários antígenos do S. mansoni têm sido estudados como possíveis candidatos vacinais. A nossa hipótese é que a eficácia de vacinas contra a esquistossomose poderia estar reduzida em decorrência da desnutrição. Este trabalho objetivou avaliar o impacto da desnutrição no desenvolvimento da resposta imune protetora induzida pela imunização contra o S. mansoni. Para isso, foi necessário cumprir três etapas fundamentais: (i) estabelecimento do modelo de desnutrição e avaliação do seu impacto na infecção por S. mansoni, (ii) estabelecimento de uma formulação vacinal protetora e (iii) avaliação da proteção de um antígeno vacinal contra a esquistossomose no contexto da desnutrição. Na primeira etapa, para estabelecimento da desnutrição, os animais receberam uma dieta hipoproteica 3% e em seguida foram infectados para avaliação da carga parasitária e da patologia hepática. Nossos resultados mostraram que camundongos alimentados com a dieta hipoproteica apresentaram uma diferença de peso significativa e também redução de marcadores bioquímicos do estado nutricional em relação a animais controle. A desnutrição levou à redução da área do granuloma, à alteração dos seus estágios de desenvolvimento e à redução de IFN-γ, IL-4 e IL-2 no fígado. Na segunda etapa, para o estabelecimento de uma formulação vacinal protetora, usamos a Sm14 recombinante (Sm14r), associada aos adjuvantes Freund, MPLA ou MPLA/ALUM e a Sm-TSP-2r, associada ao ALUM. Demonstramos que a Sm14r associada aos diferentes adjuvantes induz uma resposta imune humoral e celular específica, com produção de altos níveis de IgG específicos, ativação de células T CD4+, aumento da proporção de células de memória e produção de TNF e IFN-γ. Apesar disso, os camundongos não apresentaram redução na carga parasitária ou no número de ovos retidos no fígado e intestino. A formulação Sm-TSP-2r/Alum também não foi capaz de conferir proteção. Dado que nenhuma das formulações testadas conferiu proteção, usamos a proteína Sm29r associada aos adjuvantes CpG/ALUM nos ensaios de imunização. Nesta etapa (etapa 3), os camundongos foram desnutridos antes do início das imunizações. Não observamos qualquer alteração nas proporções de linfócitos B, T CD4+ e T CD8+ e também nas proporções de populações celulares mieloides. No entanto, após a estimulação in vitro com a Sm29r, observamos que camundongos que receberam a dieta hipoproteica apresentaram redução da frequência de células T CD4+ produtoras de IL-4 e diminuição de IL-4 em homogenato do intestino e fígado. Verificamos em sobrenadante de cultura que camundongos imunizados apresentaram um aumento de IL-6, IL-4, IL-10 e IL-17 e dos níveis de IgG específicos para a Sm29r, independente da dieta utilizada. Porém, os títulos de anticorpos de camundongos Eutróficos imunizados foram maiores do que em Desnutridos imunizados. Camundongos Eutróficos imunizados apresentaram redução da área do granuloma hepático, sendo que a dieta hipoproteica 3% também levou à diminuição desse parâmetro. Em conjunto, esses dados demonstraram que a imunização com a Sm29r induziu a produção de citocinas do perfil Th1/Th2/Th17 e à ativação da resposta imune humoral. Observamos como desfecho de proteção a diminuição da área do granuloma em camundongos Eutróficos, sendo que a imunização não foi capaz de reduzir a área do granuloma dos animais Desnutridos a valores inferiores à redução induzida pela dieta.
Abstract
Malnutrition and schistosomiasis are important public health problems that affect millions of people, share a similar geographic distribution in different regions of the world. Evidence suggests that malnutrition can cause immune dysfunction and impact the effectiveness of vaccines. Several S. mansoni antigens have been studied as possible vaccine candidates. We hypothesize that the effectiveness of schistosomiasis vaccines could be reduced due to malnutrition. This work aimed to evaluate the impact of malnutrition on the development of the protective immune response induced by immunization against S. mansoni. To achieve this, it was necessary to complete three fundamental steps: (i) establishment of the malnutrition model and assessment of its impact on S. mansoni infection, (ii) establishment of a protective vaccine formulation and (iii) assessment of the protection of a vaccine antigen against schistosomiasis in the context of malnutrition. In the first step, to establish malnutrition, animals were fed a 3% low-protein diet and infected to assess parasite load and liver pathology. After establishing the vaccine formulation, eutrophic and malnourished mice were immunized and infected to evaluate the protective immune response. Our results showed, in the first step of this study, that mice fed a low-protein diet showed a significant difference in weight and a reduction in biochemical markers of nutritional status in relation to control animals. Malnutrition led to a reduction in the granuloma area, a delay in its developmental stages, and a reduction in IFN-γ, IL-4 e IL-2 in the liver. In the second step, to establish a protective vaccine formulation, we used rSm14, associated with Freund’s, MPLA or MPLA/ALUM adjuvants and Sm-rTSP-2, associated with ALUM. we demonstrated that rSm14 associated with different adjuvants induces a specific humoral and cellular immune response, with a significant production of specific IgG, activation of CD4+ T cells, increased proportion of memory cells and production of TNF and IFN-γ. Despite this, the mice did not show a reduction in parasite load or in the number of eggs trapped in liver and intestine. The Sm-rTSP-2r/Alum formulation also did not confer protection. As none of the formulations tested provided protection, we used the rSm29 protein associated with CpG/ALUM adjuvants in immunization trials. In this step (step 3), the mice were malnourished before starting immunizations. We did not observe any change in the proportions of B, CD4+ T and CD8+ T lymphocytes and in the proportions of myeloid cell populations. However, after in vitro stimulation with rSm29, we observed that mice that received the low-protein diet showed a reduction in the frequency of IL-4-producing CD4+ T cells and a decrease in IL-4 in intestinal and liver homogenates. We found in culture supernatant that immunized mice showed increased levels of IL-6, IL-4, IL-10 and IL-17 and specific anti-rSm29 IgG, regardless of the diet used. However, antibody titers in immunized Eutrophic mice were higher than in immunized Malnourished mice. Immunized Eutrophic mice showed a reduction in the hepatic granuloma area, and the 3% low-protein diet also led to a decrease in this parameter. Together, these data demonstrated that immunization with rSm29 induced the production of Th1/Th2/Th17 profile cytokines and the activation of the humoral immune response. We observed a reduction in the granuloma area in Eutrophic mice as a protective outcome, and immunization was not able to reduce the granuloma area in Malnourished animals to values lower than the reduction induced by the diet.
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