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Title: Genética da leishmaniose cutânea em humanos: identificação
Advisor: Carvalho, Lain Carlos Pontes de
Members of the board: Costa, Carlos Henrique Nery
Castellucci, Léa Cristina de Carvalho
Zanette, Dalila Lucíola
Authors: Oliveira, Pablo Rafael Silveira
Coadvisor: Dessein, Alain
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil
Abstract: A leishmaniose cutânea (LC) é a forma clínica mais comum do complexo de doenças causadas por protozoários do gênero Leishmania. Interessantemente, alguns indivíduos infectados com espécies dermotrópicas do parasito não desenvolvem a LC, enquanto outros desenvolvem lesões crônicas. Os mecanismos envolvidos nesta variação permanecem amplamente desconhecidos, embora fatores genéticos do hospedeiro podem influenciar o risco de desenvolver a doença. No primeiro estudo apresentado nesta tese, foi mostrado que a sinalização IL-2/IL-2R desempenha um papel crucial na resposta imune contra espécies dermotrópicas de Leishmania. Os transcritos de vários genes da via de sinalização IL-2 são mais abundantes em úlceras cutâneas causadas por Leishmania braziliensis do que em amostras de pele normal de dadores não infectados. Um estudo de associação em famílias brasileiras (209 famílias nucleares) identificou dois polimorfismos no gene IL2RA associados à LC causada por L. braziliensis [rs10905669 (p = 3x10-4) e rs706778 (p = 3x10-4)]. Estes resultados foram replicados em uma segunda amostra brasileira (80 famílias nucleares) [rs10905669 (p = 0.08) e rs706778 (p = 0.04)] e em iranianos infectados com Leishmania tropica (coorte do tipo caso-controle composta por 236 indivíduos) [rs10905669 (p = 0.03) e rs706778 (p = 0.04)]. Uma metanálise dos três estudos confirmou que os alelos rs10905669 T (pcombinado = 6x10-7) e rs706778 T (pcombinado = 2x10-9) são fortemente associados a uma maior predisposição à LC. O alelo T do SNP rs706778 também foi associado a uma menor produção de IFN- por células mononucleares após a estimulação com extrato de Leishmania e com uma redução na ativação de células T regulatórias (Treg) FoxP3+ in vitro. Em conjunto, os dados apresentados no estudo 1 suportam a hipótese de que a via de sinalização IL-2 é implicada no desenvolvimento da LC, com possíveis consequências no controle da replicação do parasito e na imunopatologia associada à infecção. No segundo estudo desta tese, foi realizada uma análise de ligação genômica em famílias brasilieras expostas à L. braziliensis. Esta análise revelou um novo locus de suscetibilidade para a LC na região 10q21-q23 (LOD sugestivo = 2.39). Em toda esta região, os genes mais fortemente induzidos em lesões cutâneas (em relação aos controles) foram PRF1 (fold-change = 49.3) e SRGN (fold-change = 21.8). Interessantemente, ambos os genes codificam moléculas envolvidas nos mecanismos de citotoxicidade de células T CD8+ e de células natural killer. Por fim, dois polimorfismos na região do gene SRGN foram associados ao risco de LC em famílias brasileiras expostas à L. braziliensis [estudo primário (209 famílias): rs10998538 (p = 0.001) e rs12437 (p = 0.003); estudo de replicação (80 famílias): rs10998538 (p = 0.01) e rs12437 (p = 0.007)]. Por fim, os dados apresentados nesta tese apontam a serglicina (codificada pelo gene SRGN) e a via de sinalização IL-2 como alvos potenciais de novas estratégias de tratamento ou prevenção contra a LC em humanos.
Abstract: Cutaneous leishmaniasis (CL) is the most common clinical form of leishmaniasis and can be caused by several dermotropic Leishmania species. Interestingly, some infected individuals do not develop cutaneous lesions, while others are severely affected. The basis of this variation remains largely unknown, although host genetic factors seem to influence disease risk. In the first study presented in this thesis, it was shown that IL-2 plays a crucial role in human immunity against dermotropic Leishmania species. It was observed that the transcripts of several genes of the IL-2 pathway were more abundant in skin ulcers caused by Leishmania braziliensis than in normal skin samples. A primary association study on Brazilians (754 individuals from 209 families) identified two polymorphisms in the IL2RA gene associated with CL caused by L. braziliensis [rs10905669 (p = 3x10-4) and rs706778 (p = 3x10-4)]. This result was confirmed in a second Brazilian sample (325 subjects from 80 nuclear families) [rs10905669 (p = 0.08) and rs706778 (p = 0.04)] and in Iranians infected with Leishmania tropica (236 individuals) [rs10905669 (p = 0.03) and rs706778 (p = 0.04)]. A meta-analysis confirmed that rs10905669 T allele (pcombined = 6x10-7) and rs706778 T allele (pcombined = 2x10-9) were strongly associated with increased susceptibility to CL. The T allele of rs706778 was also associated with lower IFN- production by peripheral blood mononuclear cells after Leishmania antigen stimulation and with reduced FoxP3+ Treg activation in vitro. Altogether, these data support the notion that the IL-2 signaling pathway is implicated in the development of cutaneous leishmaniasis and could be involved in the control of both parasite replication and infection-induced immunopathology. In the second study, a genome wide linkage (GWL) scan conducted in Brazilian multiplex families revealed a new susceptibility locus for CL on chromosome 10q21-q23 (suggestive LOD = 2.39). Interestingly, in this entire region, the most strongly induced transcripts were from PRF1 (fold change = 49.3) and SRGN (fold change = 21.8) genes, both encoding molecules involved in the cytotoxic mechanisms by a variety of cell types, including CD8+ T cells and natural killer cells. Finally, two polymorphisms in the SRGN region were associated with susceptibility to CL in Brazilian families exposed to L. braziliensis [Discovery study (209 families): rs10998538 (p = 0.001) and rs12437 (p = 0.003); Replication study (80 families): rs10998538 (p = 0.01) and rs12437 (p = 0.007)]. These data highlight the serglycin (encoded by the SRGN gene) and the IL-2 pathway as suitable targets for new strategies aimed to treat or prevent cutaneous leishmaniasis.
Keywords: Cutaneous leishmaniasis
Genetics
Polymorphism
Signaling pathway
keywords: Leishmaniose cutânea
Genética
Polimorfismo
Vias de sinalização
Issue Date: 2015
Publisher: Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz
Citation: OLIVEIRA, P. R. S. Genética da leishmaniose cutânea em humanos: identificação. 2015. 211 f. il. Tese (Doutorado em Biotecnologia em Saúde e Medicina Investigativa) - Fundação Oswaldo Cruz, Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz, Salvador, 2015.
Date of defense: 2015
Place of defense: Salvador/BA
Department: Departamento de Vice Diretoria e Ensino
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia em Saúde e Medicina Investigativa
Copyright: open access
Appears in Collections:BA - IGM - Teses de Doutorado

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