Funcionalidad de las células dendríticas en la infección por Trypanosoma cruzi

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Una de las características más relevantes de la infección por Trypanosoma cruzi es la presencia de desordenes inmunológicos. Previamente, nuestro grupo demostró que la infección aguda con la cepa virulenta RA regula negativamente la expresión de moléculas del CMHII en células presentadoras de antíge...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal:	Poncini, Carolina Verónica
Formato:	Tesis Doctoral
Lenguaje:	Español
Publicado:	2010
Materias:	TRYPANOSOMA CRUZI CELULAS DENDRITICAS IL-10 LPS TLRS DENDRITIC CELLS
Acceso en línea:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4793_Poncini
Aporte de:	Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires

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description	Una de las características más relevantes de la infección por Trypanosoma cruzi es la presencia de desordenes inmunológicos. Previamente, nuestro grupo demostró que la infección aguda con la cepa virulenta RA regula negativamente la expresión de moléculas del CMHII en células presentadoras de antígeno (CPA) y altera la capacidad de células dendríticas (CD) esplénicas de estimular células T. Dado que las CD poseen un rol central en el inicio y desarrollo de la respuesta inmune, en el siguiente trabajo de tesis analizamos la capacidad del estadio de tripomastigote (Tp) de modular el estado de diferenciación y funcionalidad de CD derivadas de médula ósea in vitro. En dicho modelo, observamos que específicamente el estadio de Tp de T. cruzi fracasa a la hora de inducir activación de CD. Estas preservan la expresión basal de moléculas del CMHII y coestimulatorias, así como su capacidad endocítica. Asimismo, los Tp inducen secreción de TGF- β e incrementan la producción de interleuquina (IL)-10, observándose un aumento de la relación IL-10/IL-12p70 durante el tratamiento conjunto con LPS. Además, los Tp modulan la activación de CD inducida por LPS, regulando negativamente la expresión del CMHII y su capacidad de estimular linfoproliferación. La neutralización de IL-10 durante la diferenciación de las CD in vitro en presencia de Tp+LPS, revierte parcialmente la incapacidad de las CD de inducir alorespuesta durante una reacción linfocitaria mixta (RLM). Contrariamente, la neutralización simultánea de IL-10 y TGF-β durante la RLM no modifica la falta de alorespuesta observada. Ambas citoquinas, TGF-β e IL-10 son inmunomoduladoras y se encuentran asociadas a la inducción de tolerancia. Por lo tanto, estos resultados demuestran por primera vez que los Tp modulan la diferenciación de CD en presencia de LPS in vitro. Dichas CD presentan propiedades tolerogénicas (CDreg). Asimismo, Tp muertos por calor (Tpmc), pero no fijados con paraformaldehído o productos de excreción secreción parasitaria inducen CDreg. Las CD son responsables de modular la respuesta de células T, inclusive mediante la diferenciación de células T regulatorias (Tregs). Aquí se describe que tanto los Tp vivos como Tpmc alteran la capacidad de CD activadas con LPS de estimular linfocitos. En el cultivo de células T con CDreg se detectó producción de IL-10 y bajos niveles de IFN-γ. Asimismo, las CDreg alteran la respuesta ag-específica in vitro (OVA), utilizando células T CD4+ purificadas de ratones OT-II. Las células T CD4+ diferenciadas en presencia de CDreg (inducidas por Tp o Tpmc), muestran una menor expresión del marcador de activación temprana CD69 en comparación con las estimuladas con CD activadas con LPS. Además, estos CD4+ suprimen la alorespuesta en el marco de una RLM secundaria. Pese a no detectar diferencias respecto al número de Tregs CD4+CD25+FoxP3+, los resultados descriptos sugieren que las CD con propiedades tolerogénicas inducidas por T. cruzi, in vitro diferencian células T CD4+ potencialmente supresoras. La activación de la respuesta inmune depende del reconocimiento de señales de daño. El reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs) por CD, juega un importante papel en el desarrollo de inmunidad. Numerosas moléculas de T. cruzi, capaces de activar CPA, han sido descriptas como ligandos de TLR2. Sin embargo, el modelo en CD se encuentra pobremente caracterizado. Las CDreg son inducidas por Tpmc, independientemente de infección. El fenotipo regulatorio se caracteriza por un estado particular de activación de CD: aumento en la activación de ERK 1/2 inducida por LPS y fosforilación de STAT3. Asimismo, los Tp no alteran la activación de p38, degradación de IκB-α o translocación a núcleo de NF-κB inducida por LPS. La vía de ERK es central en la inducción del fenotipo tolerogénico ya que su bloqueo regula negativamente la producción de IL-10 y restaura la capacidad de estimulación de las CD. La activación de NF-kB pero no la fosforilación de STAT3 está involucrada en la modulación de IL-10 por Tp. Un trabajo reciente demuestra que la señalización conjunta vía TLR2 y TLR4 induce sinergismo en la liberación de citoquinas anti-inflamatorias en CD murinas. El estímulo de TLR2 y TLR4 utilizando Pam3Cys o LPS y Tpmc en CD de ratones TLR2KO o mutantes para el TLR4, demuestra que los altos niveles de IL-10 son independientes del reconocimiento del parásito por TLR2 pero asociados a la señalización vía TLR4. En conclusión, estos resultados sugieren la importancia de la vía de ERK, la señalización por TLR4 y activación de NF-kB en la modulación de IL-10 inducida por T. cruzi y sugiere la existencia de interacciones parásito-CD aún no descriptas. La modulación de la diferenciación de CD por T. cruzi, puede explicarse como una estrategia de evasión desplegada por el parásito sobre una célula con potencial de desarrollar inmunidad con subsecuente control y erradicación de la infección. Sin embargo, muchos de los mecanismos inmunomoduladores que explican la persistencia parasitaria, favorecen el control de una respuesta proinflamatoria exacerbada, contrarrestándose el daño tisular concomitante. Futuros estudios permitirán descifrar el papel e impacto de los mecanismos inmunomoduladores en el balance entre tolerancia e inmunidad durante la infección experimental.
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En dicho modelo, observamos que específicamente el estadio de Tp de T. cruzi fracasa a la hora de inducir activación de CD. Estas preservan la expresión basal de moléculas del CMHII y coestimulatorias, así como su capacidad endocítica. Asimismo, los Tp inducen secreción de TGF- β e incrementan la producción de interleuquina (IL)-10, observándose un aumento de la relación IL-10/IL-12p70 durante el tratamiento conjunto con LPS. Además, los Tp modulan la activación de CD inducida por LPS, regulando negativamente la expresión del CMHII y su capacidad de estimular linfoproliferación. La neutralización de IL-10 durante la diferenciación de las CD in vitro en presencia de Tp+LPS, revierte parcialmente la incapacidad de las CD de inducir alorespuesta durante una reacción linfocitaria mixta (RLM). Contrariamente, la neutralización simultánea de IL-10 y TGF-β durante la RLM no modifica la falta de alorespuesta observada. Ambas citoquinas, TGF-β e IL-10 son inmunomoduladoras y se encuentran asociadas a la inducción de tolerancia. Por lo tanto, estos resultados demuestran por primera vez que los Tp modulan la diferenciación de CD en presencia de LPS in vitro. Dichas CD presentan propiedades tolerogénicas (CDreg). Asimismo, Tp muertos por calor (Tpmc), pero no fijados con paraformaldehído o productos de excreción secreción parasitaria inducen CDreg. Las CD son responsables de modular la respuesta de células T, inclusive mediante la diferenciación de células T regulatorias (Tregs). Aquí se describe que tanto los Tp vivos como Tpmc alteran la capacidad de CD activadas con LPS de estimular linfocitos. En el cultivo de células T con CDreg se detectó producción de IL-10 y bajos niveles de IFN-γ. Asimismo, las CDreg alteran la respuesta ag-específica in vitro (OVA), utilizando células T CD4+ purificadas de ratones OT-II. Las células T CD4+ diferenciadas en presencia de CDreg (inducidas por Tp o Tpmc), muestran una menor expresión del marcador de activación temprana CD69 en comparación con las estimuladas con CD activadas con LPS. Además, estos CD4+ suprimen la alorespuesta en el marco de una RLM secundaria. Pese a no detectar diferencias respecto al número de Tregs CD4+CD25+FoxP3+, los resultados descriptos sugieren que las CD con propiedades tolerogénicas inducidas por T. cruzi, in vitro diferencian células T CD4+ potencialmente supresoras. La activación de la respuesta inmune depende del reconocimiento de señales de daño. El reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs) por CD, juega un importante papel en el desarrollo de inmunidad. Numerosas moléculas de T. cruzi, capaces de activar CPA, han sido descriptas como ligandos de TLR2. Sin embargo, el modelo en CD se encuentra pobremente caracterizado. Las CDreg son inducidas por Tpmc, independientemente de infección. El fenotipo regulatorio se caracteriza por un estado particular de activación de CD: aumento en la activación de ERK 1/2 inducida por LPS y fosforilación de STAT3. Asimismo, los Tp no alteran la activación de p38, degradación de IκB-α o translocación a núcleo de NF-κB inducida por LPS. La vía de ERK es central en la inducción del fenotipo tolerogénico ya que su bloqueo regula negativamente la producción de IL-10 y restaura la capacidad de estimulación de las CD. La activación de NF-kB pero no la fosforilación de STAT3 está involucrada en la modulación de IL-10 por Tp. Un trabajo reciente demuestra que la señalización conjunta vía TLR2 y TLR4 induce sinergismo en la liberación de citoquinas anti-inflamatorias en CD murinas. El estímulo de TLR2 y TLR4 utilizando Pam3Cys o LPS y Tpmc en CD de ratones TLR2KO o mutantes para el TLR4, demuestra que los altos niveles de IL-10 son independientes del reconocimiento del parásito por TLR2 pero asociados a la señalización vía TLR4. En conclusión, estos resultados sugieren la importancia de la vía de ERK, la señalización por TLR4 y activación de NF-kB en la modulación de IL-10 inducida por T. cruzi y sugiere la existencia de interacciones parásito-CD aún no descriptas. La modulación de la diferenciación de CD por T. cruzi, puede explicarse como una estrategia de evasión desplegada por el parásito sobre una célula con potencial de desarrollar inmunidad con subsecuente control y erradicación de la infección. Sin embargo, muchos de los mecanismos inmunomoduladores que explican la persistencia parasitaria, favorecen el control de una respuesta proinflamatoria exacerbada, contrarrestándose el daño tisular concomitante. Futuros estudios permitirán descifrar el papel e impacto de los mecanismos inmunomoduladores en el balance entre tolerancia e inmunidad durante la infección experimental. A main feature of acute infection with Trypanosoma cruzi is the presence of immunological disorders. Previously, our group demonstrated that acute infection with the virulent RA strain downregulates the expression of MHCII on antigen presenting cells (APC) and impairs the T-cell stimulatory capacity of splenic dendritic cells (DC). Since DC have a main role in the initiation and subsequent development of immune responses, here we assess the ability of trypomastigotes (Tp) to modulate the differentiation stage and functionality of bone marrow-derived DC in vitro. In this model, we observe that specifically Tp stage of T. cruzi fails to activate DC, which preserved low expression of MHCII and costimulatory molecules as well as endocytic activity. We also describe that Tp induce TGF-β secretion by DC, and enhance the gap between interleukin (IL)-10 and IL-12 p70 production, showing a higher IL-10/IL-12p70 ratio upon LPS-treatment. In addition, we observe that Tp modulate full activation induced by LPS, thereby downregulating their MHCII surface expression and inhibiting DC capacity to stimulate lymphocyte proliferation. In vitro IL-10 neutralization during DC-differentiation process with Tp+LPS, partially reverts poor aloresponse during mixed lymphocyte reaction (MLR). In contrast, simultaneous neutralization of both IL-10 and/or TGF-β during MLR does not restore linfoproliferation. Since both TGF-β and IL-10 are immunosuppressive cytokines related to the immunoregulation and tolerance induction, our results suggest for the first time that Tp modulate LPS-treated DC differentiation in vitro. DC described, display tolerogenic properties (DCreg). In addition, Tp heat-killed (Tphk), but not fixed with paraformaldehyde or parasite excretion-secretion products induce the DC-differentiation profile described for live-Tp. DC modulate T cells responses also by inducing differentiation of regulatory T cells. In the present work we describe that live or heat-killed Tp affect T-cell stimulatory capacity of LPS-treated DC. T cells cultured with DCreg show impaired aloresponse, produce IL-10 and low levels of IFN-γ. DCreg are unable to induce ag-specific responses to OVA using CD4+ T cells from OT-II mice in vitro. Alogenic CD4+ T cells primed with DCreg (induced by live or Tphk) show reduce expression of the early-activation marker CD69 compared with the ones cultured with activated DC (LPS). In addition, CD4+ T cells primed with DCreg suppress aloresponse in the context of a secondary MLR. Eventhough, we fail to find CD4+CD25+FoxP3+ Tregs, these results suggest DC with tolerogenic properties induced by T. cruzi prime potentially regulatory CD4+ T cells. Activation of immune responses depends on recognition of danger signal. Recognition of pathogens associated molecular pattern (PAMPs) by DC plays a key role in the first steps related to development of immunity. Several T. cruzi molecules that stimulate APC were described as Toll-like receptor 2 (TLR2) ligands. However, DC models are poorly characterized. Here, we show that DCreg are induced by Tphk stimulation, ruling out infection as a key mechanism involved in Tp-DC modulation. Regulatory phenotype is characterized by a particular DC activation state, with increased LPS-induced activation of extracellular regulated kinase (ERK) 1/2 and phosphorylation of signal transducer and activator of transcription (STAT) 3. We also observe that Tp does not affect p38 activation, IκB-α degradation or NF-κB translocation to the nucleus induced by LPS. ERK has a central role in DC differentiation since its blockade down-regulates IL-10 production and restores DC stimulatory capacity. NF-kB activation but not STAT3 phosphorylation is associated to IL-10 modulation by Tp. A recent work shows that signaling via TLR4 and TLR2 induces a synergism in anti-inflammatory cytokine production in murine DC. Upon TLR2 and TLR4 stimulation using Pam3Cys or LPS and Tphk in DC from TLR2 knock out (KO) or TLR4-mutant mice, we show that high levels of IL-10 are independent of TLR2 but associated to TLR4 signallization. In conclusion, all these findings demonstrate a key role of ERK and TLR4 in association to NF-kB in IL-10 modulation induced by T. cruzi and suggest that this regulatory effect involves parasite-DC interactions not described yet. Modulation of DC differentiation program by T. cruzi might be an evasion mechanism displayed by the parasite with immunosuppressive effects and consequences in the eradication of the parasite. However, immunoregulatory mechanisms in general associated with parasite persistence, may also control pro- inflammatory responses and counteract host tissue damage. Future goals will undercover the role and impact of immunomodulation in the balance between tolerance and immunity during the experimental infection in vivo Fil: Poncini, Carolina Verónica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. 2010 Tesis Doctoral PDF Español info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n4793_Poncini

Funcionalidad de las células dendríticas en la infección por Trypanosoma cruzi

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