Estudo Dirigido Imunomodulação Protozoários

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO.
INSTITUTO DE BIOFÍSICA CARLOS CHAGAS FILHO
DISCIPLINA DE PARASITOLOGIA – FARMÁCIA – CFP215 – 2014_2
Alunos: Aline Leal Côrtes Data: 07/10/2014
	 Carolina de Oliveira Soares
 Fiammeta Nigro
	 Gabriela Amaral
	 Leonardo Bittencourt dos Santos
	 Pâmela Gomes de Souza
	
Estudo dirigido: Imunomodulação/Protozoários
Prof. André Vale 
Questão 1: 
i) Disserte sobre possíveis mecanismos de modulação da imunidade do hospedeiro e de evasão do sistema imunitário por parasitos, descritos em infecções por protozoários. 
Protozoários são agentes infecciosos que infectam o hospedeiro por longo período de tempo, através de mecanismos de evasão do sistema imune, realizados por esses parasitos. A resposta imune à infecções por protozoários são reguladas por alguns mecanismos, que serão variáveis, dependendo do tipo de parasita e da sua localização ( extracelular ou intracelular) no organismo do hospedeiro.
Um dos mecanismos de regulação do sistema imune é a resposta imune inata. A imunidade inata promove a ativação do complemento responsável pela destruição dos microrganismos, realiza a fagocitose (ligação covalente de C3b) e estimulam a inflamação (C3a e C5a).As células reguladoras do sistema imune inato consistem em macrófagos e monócitos, que regulam a resposta imune por meio da arginase e da óxido nítrico sintase(INOS) e através da presença de produtos enzimáticos, assim como a sua capacidade de produzir espécies reativas de oxigênio e produção de células T reguladoras. Os macrófagos ativados expressam moléculas efetoras, assim como a oxido nitrico sintase (INOS), juntamente com citocinas pró-inflamatórias. Já os macrófagos alternativamente ativados podem ser identificados pela expresão da arginase 1. Recentemente, reconheceu-se um outro tipo de macrófago com a capacidade de produzir IL-10. Um outro mecanismo de regulação é pelo sistema imune adaptativo, o qual pode produzir dois tipos de resposta: a resposta celular ( induzida por protozoários intracelulares, há produção de citocinas TH1, que ativam macrófagos e linfócitos T citotóxicos em células infectadas) e a resposta humoral (induzida por protozoários extracelulares, ocorre a opsonização, ativação do complemento, células NK e a neutralização, que como exemplo tem-se o impedimento da entrada de esporozoítos de malária em hepatócios).
O papel das células T reguladoras é fundamental para a imunorregulação em infecções causadas por protozoários. Elas são capazes de produzir citocinas imunorreguladoras como IL-10 e TGF-b. A IL-10 é capaz de agir em várias células do sistema imunológico, incluindo as células apresentadoras de antígenos e células T, e é capaz de suprimir a capacidade das células apresentadoras de antígenos estimularem células T, através da remoção de sinais co-estimuladores. A produção de IL-10 por células T reguladoras também é capaz de suprimir a função da célula inflamatória Th17. A TGF-b realiza funções semelhantes em suprimir estimulação de células apresentadoras de antígenos e de células T, bem como a promoção da diferenciação de células T regulatórias em combinação com IL-2. A proteína FOXP3 é um fator de transcrição, cuja função é exercida sobre regiões reguladoras específicas dentro do DNA, aumentando ou suprimindo a transcrição de genes específicos. Acredita-se que o fator FOXP3 exerça função efetora e facilitadora sobre os genes de proteínas chaves na ativação celular, incluindo a IL-2. 
Existem outros mecanismos de supressão das células T reguladoras, o qual pode-se destacar o contato célula-célula e envolve a sub-regulação de CD80 / 86 nas células apresentadoras de antígenos(APCs) durante a interação de células T (CTLA4) com APCs. Quando as células T efetoras não recebem co-estimulação via interações de CD80 / 86 e CD28, as células T se tornam anérgicas e deixam de responder à estímulos adicionais.
Um outro mecanismo para a supressão das células T efetoras, é através do sequestro da IL-2. As células T reguladoras diminuem a quantidade de IL-2 disponível, aumentando a expressão de CD25(receptro de IL-2) e a produção de IL-10. Enquanto isso, a expressão de CD25 em células T efetoras é diminuída, levando à uma diminuição da capacidade de responder à IL-2, e consequentemente à remoção de células T efetoras do ambiente circundante. 
As principais doenças causadas por protozoários no homem são as leishmanioses, doença de Chagas, malária, toxoplasmose e amebíase. Os protozoários realizam mecanismos de evasão contra as agressões do nosso sistema imune. 
Diferentes parasitos podem realizar diferentes mecanismos de evasão:
Plasmodium: reclusão anatômica do hospedeiro ( quando dentro de eritócitos, após infecção, não são reconhecidos por células NK e T , a forma intracelular hepática também tem essa opção), variação antigênica (diferentes estágios do ciclo de vida do parasito expressam diferentes antígenos.
Leshimania spp: reclusão anatômica do hospedeiro (quando dentro de macrófagos, o escape para o citoplasma evita a digestão), imunossupressão (inibe a produção de IL-2 ( indutora de células TH1 e expressão de moléculas MHC II), mecanismo anti-imune (inibição do processo fagocítico e da liberação de reativos intermediários do oxigênio.
Trypanosoma cruzi: reclusão anatômica do hospedeiro (quando dentro de macrófagos, o escape para o citoplasma evita a digestão), variação antigênica : apresenta uma glicoproteína variante específica denominada VSG, onde apesar da produção de mais de 1000 genses que codificam essa glicoproteína, apenas 1 está ativa. Quando o indivíduo é infectado ele expressa anticorpos quanto VSG expresso inicialmente pela população de tripanossomas. Um pequeno número de tripanossomas muda espontaneamente seu gen VSG para um novo tipo, devido a isto, parasitos que expressam novos VSG escapam da detecção por anticorpos, replicam e continuam a infecção.
Mecanismo de regulação do sistema imune na Leishmaniose:
Leishmaniose é uma doença endêmica causada pelo protozoário do gênero Leishmania e transmitido pela picada de mosquito do gênero Flebótomo. Ela é um parasita intracelular, intramacrofágico e tem duas formas de vida, uma forma promastigota que é encontrada no tubo digestivo do inseto , essa forma promastigota é infectante ao homem , esta forma se transforma em amastigota sem flagelo , que é a forma que se espera encontrar em um exame. Assim que a Leishmania penetra no hospedeiro vertebrado, o sistema imune é ativado e passa a lutar contra a infecção através das respostas imunes inata e adaptativa.O artigo deu ênfase a leishmaniose cutânea.
A regulação desta é importante particularmente para a persistência do parasito no hospedeiro, que é também benéfico para a resposta de memória do hospedeiro. Esta persistência é dependente da citocina IL-10 imunossupressora, produzido por células T CD4 + CD25 que expressam IFN-c. A expressão de IL-10 é importante para prevenir a cura estéril para o hospedeiro permitindo uma resposta de memória mais eficiente.
Existem também evidências que sugerem que o subconjunto de células B reguladoras podem desempenhar um papel na resposta imune para Leishmaniose major. As células B reguladoras, definidas pela expressão de CD1d,CD5 e IL-10, correspondem a cerca de 1-3% de células B do baço e função de um modo dependente de antígeno.
A regulação da resposta imune para Leishmania pode ser mediada também por mecanismos inatos e bioquímicos. Os macrófagos são importantes na remoção de parasitas Leishmania. Macrófagos estimulados com IFN-c e IL-12 se tornam ativos e expressam altos níveis de INOS A síntese de NO por INOS é essencial para eliminação de parasitos pelos macrófagos, uma vez que a ausência de INOS por eliminação genética provoca a replicação incontrolável e lesões ulcerativas e desenvolve infecção no local. Por outro lado, os macrófagos estimulados com IL-4 e IL-10 , expressam elevados níveis de arginase. L-ornitina , produzido pela catálise da arginase, éutilizado na síntese de poliamina e é necessária para a sobrevivência e crescimento de Leishmania. Isto é mostrado por uma diminuição na infecção e sobrevivência do parasita por meio de Nx-hidroxi-L-arginina(LOHA) ou Nx-hidroxi-nor(nor-NOHA) que inibem a atividade da arginase dentro dos macrófagos. Leishmania também modulam a sua sobrevivência através da sua própria enzima arginase.
ii) Faça um contraste entre a resposta imunitária induzida por protozoários parasitos com a resposta induzida pelos helmintos. 
Do ponto de vista da resposta imune, os parasitas multicelulares, como os helmintos, têm frequentemente superfícies espessas altamente resistentes ao ataque do sistema imunológico. Por outro lado os parasitas unicelulares, como os protozoários, passam a maior parte do seu ciclo de vida dentro de células do hospedeiro, o que dificulta ou até inviabiliza sua erradicação. Na imunidade inata, a diferença está no escape dos protozoários por via intracelular nos fagossomos ou dentro de vacúolos parasitófagos para obter proteção. A mesma resposta não ocorre com os helmintos que são grandes demais para serem fagocitados e a resposta inata se limita a liberar substâncias tóxicas ou também, neste caso, a produzir citotoxicidade celular dependente de anticorpos IgE que liberam agentes microbicidas. Essa atividade citotóxica libera também altos níveis de IFN- γ crucial para desenvolvimento de uma resposta imune eficaz, juntamente a citocinas pró-inflamatórias, receptores tipo Toll (TLR) no macrófagos e células dentríticas que são responsáveis pelo desenvolvimento da imunidade adquirida. Nesta, os protozoários se diferenciam dos helmintos por induzir imunidade celular com resposta de perfil Th1 mais efetiva em infecções intracelulares, pois reconhece antígenos de patógenos que são expressados na superfície das células infectadas e liberam citocinas para ativá-las. Por outro lado, os helmintos induzem resposta Th2 composta por mecanismos humorais e celulares, com participação de mastócitos, eosinófilos, IgE e IgA.
iii) Por fim, proponha uma alternativa para o desenvolvimento racional de vacinas contra os protozoários, discutindo os prós e contras da estratégia proposta.
Há uma série de dificuldades no desenvolvimento de vacinas contra parasitas como os vetores de leishmaniose, trypanosomia e malária, como por exemplo a disponibilidade diferenciada de antígenos em diferentes fases da vida, constante recombinação de antígenos de superfície, mecanismos de evasão do sistema imunológico e, principalmente, a necessidade da indução da resposta de proteção das células T. Nesse contexto uma alternativa para o desenvolvimento de vacinas contra esses parasitas são as vacinas contendo subunidades de DNA, que possuem a promessa de serem seguras, efetivas e com maior facilidade de administração. São mais seguras do que as vacinas vivas e podem ser manipuladas para produzir certos tipos de respostas de células T, bem como fornecer imunogenicidade a longo prazo, fazendo com que as células expressem persistentemente proteínas inseridas no vetor de DNA, que é um requisito para imunidade natural a estes parasitas. Entretanto, também seria necessário recrutar células reguladoras específicas para o antígeno, que são capazes de produzir IL-10 e TGF- β, para a imunopatologia que acompanha uma resposta inflamatória a esses parasitas. No entanto, deve haver um controle rigoroso, uma vez que elevados níveis de IL-10 têm mostrado ser prejudicial para vacinas eficazes na leishmaniose.