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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/69160
Type
ThesisCopyright
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Embargo date
2025-07-10
Sustainable Development Goals
03 Saúde e Bem-Estar09 Indústria, inovação e infraestrutura
10 Redução das desigualdades
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AVALIAÇÃO DO PERFIL DE LINFÓCITOS E MACRÓFAGOS EXAUSTOS NOS MODELOS CANINO E MURINO DE LEISHMANIOSE VISCERAL
Exaustão Celular
Macrófago
Linfócito
Modelos canino e murino
Souza, Tainã Luís de | Date Issued:
2023
Alternative title
Evaluation of the profile of exhausted lymphocytes and macrophages in the canine and murine models of visceral leishmaniasisAuthor
Advisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A leishmaniose visceral (LV) é um importante problema de saúde pública e o baço tem sido descrito como um dos órgãos mais afetados. O cão é considerado um reservatório podendo apresentar infecção progressiva e alta carga parasitária em vários tecidos, em especial na derme, agindo como fonte de parasitos para o vetor. Enquanto que o modelo murino tem sido muito relevante no estudo das infecções com leishmania, visto que várias linhagens de camundongos reproduzem experimentalmente algumas características das manifestações clínicas observadas na doença humana. Um dos aspectos frequentemente observados na relação Leishmania-hospedeiro, é a diminuição da capacidade das células imunes de responder e controlar a infecção nos casos de doença progressiva e isto pode estar relacionado ao processo de exaustão celular. Assim, este estudo tem como objetivo avaliar a expressão dos diferentes marcadores de exaustão em linfócitos e macrófagos de cães naturalmente infectados com Leishmania infantum e camundongos infectados com Leishmania donovani, correlacionando ativação celular, sintomatologia, desorganização da matriz extracelular esplênica, falha de resposta específica anti-Leishmania e o controle da carga parasitária na leishmaniose visceral. Cães e camundongos com LV foram incluídos neste estudo. Os animais foram avaliados clinicamente para classificação de escore clínico. A análise histopatológica foi realizada para avaliar a desorganização da polpa branca esplênica e qPCR para quantificar a carga parasitária. Foram detectadas células iNOS⁺, arginase-1⁺, STAT3-p⁺, manose⁺ e TGF-β⁺, demonstrando a participação tanto de M1 como de M2 na resposta à infecção. A proporção M1/M2 diminuiu nos animais que apresentavam mais sinais clínicos e alta carga parasitária. Também detectamos expressão significativa de PD-L1 em macrófagos no baço com polpa branca esplênica desorganizada e alta carga parasitária, um perfil de exaustão celular. Detectamos também a presença de macrófagos em exaustão no baço que expressam arginase e, in situ evidenciamos a presença de amastigotas no interior das células arginase positivas e negativas. Ainda, células CD14‾arginaseʰⁱᵍʰ foram detectadas no baço e seu papel na imunopatogenia da LVC ainda carece de esclarecimento. No modelo murino observamos aumento da carga parasitária no baço e no fígado ao longo da infecção por L. donovani. Também foi evidenciado um aumento significativo da expressão de PD-L1 em monócitos, monócitos inflamatórios e em células dendríticas. Assim como, maior expressão de PD-1⁺, PD-1⁺TIM-3⁺ e CTLA-4⁺TIM-3⁺ em linfócitos T CD4 e CD8, principalmente com 28 dias de infecção e, significativo aumento de IFN-γ em linfócitos T CD4 após estimulação com BMDC no baço e no fígado dos camundongos infectados. Portanto, a manutenção de células M2 e exaustas em meio ao intenso infiltrado inflamatório no baço parasitado, associado à redução de células M1, poderia proporcionar locais seguros de replicação para o parasito, levando à persistência do parasito e à estimulação permanente da resposta inflamatória. A persistência do estímulo antigênico e inflamatório levaria à lesão crônica dos tecidos, que no baço é caracterizada pela desorganização da polpa branca esplênica, e agravamento da doença.
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is an important public health problem and the spleen has been described as one of the most affected organs. The dog is considered a reservoir and may present progressive infection and high parasite load in various tissues, especially in the dermis, acting as a source of parasites for the vector. While the murine model has been very relevant in the study of Leishmania infections, since several mouse strains experimentally reproduce some characteristics of the clinical manifestations observed in human disease. One of the aspects frequently observed in the Leishmaniahost relationship, is the decreased capacity of immune cells to respond and control the infection in cases of progressive disease and this may be related to the process of cell exhaustion. Thus, this study aims to evaluate the expression of different exhaustion markers in lymphocytes and macrophages of dogs naturally infected with Leishmania infantum and mice infected with Leishmania donovani, correlating cellular activation, symptomatology, splenic extracellular matrix disruption, failure of specific anti-Leishmania response and the control of parasite load in visceral leishmaniasis. Dogs and mice with VL were included in this study. Animals were clinically evaluated for clinical score classification. Histopathological analysis was performed to assess splenic white pulp disorganization and qPCR to quantify parasite load. iNOS⁺, arginase-1⁺, p-STAT3⁺, mannose⁺ and TGF-β⁺ cells were detected, demonstrating the participation of both M1 and M2 in the infection response. The M1/M2 ratio decreased in animals that had more clinical signs and high parasite load. We also detected significant PD-L1 expression in macrophages in spleen with disorganized splenic white pulp and high parasite load, a profile of cell exhaustion. We also detected the presence of exhausted macrophages in the spleen expressing arginase and, in situ we evidenced the presence of amastigotes inside arginase positive and negative cells. Also, CD14‾arginaseʰⁱᵍʰ cells were detected in the spleen and their role in the immunopathogenesis of CVL still needs to be clarified. In the murine model we observed increased parasite load in the spleen and liver throughout L. donovani infection. A significant increase in PD-L1 expression in monocytes, inflammatory monocytes and dendritic cells was also evidenced. As well as higher expression of PD-1⁺, PD-1⁺TIM-3⁺ and CTLA-4⁺TIM-3⁺ in CD4 and CD8 T lymphocytes, especially at 28 days of infection, and a significant increase of IFN-γ in CD4 T lymphocytes after stimulation with BMDC in the spleen and liver of infected mice. Therefore, the maintenance of M2 and exhausted cells amidst the intense inflammatory infiltrate in the parasitized spleen, coupled with the reduction of M1 cells, could provide safe replication sites for the parasite, leading to parasite persistence and permanent stimulation of the inflammatory response. Persistence of antigenic and inflammatory stimulation would lead to chronic tissue injury, which in the spleen is characterized by disorganization of the splenic white pulp, and worsening of the disease.
Keywords in Portuguese
Leishmaniose VisceralExaustão Celular
Macrófago
Linfócito
Modelos canino e murino
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