Mycobacterium tuberculosis induz um modo atípico de morte celular para escapar de macrófagos infectados

Post de Thaís Peleteiro

A morte celular de macrófagos após a infecção pelo Mycobacterium tuberculosis (Mtb)desempenha um papel central na patogênese da tuberculose. Certas cepas atenuadas induzem apoptose de macrófagos infectados, no entanto cepas virulentas de Mtb suprimem esta resposta do hospedeiro.

Neste artigo publicado no final de março na revista Plos One, os autores discutem sobre as características da morte celular em macrófagos provenientes da medula óssea de camundongos C57/BL6 infectados com Mtb virulento (H37Rv) em alta taxa de infecção (MOI) [1]. Os autores já haviam apresentado que o Mtb virulento induz morte celular quando a carga bacilar excede aproximadamente 20 Mtb por macrófagos [2], mas a natureza exata dessa forma de morte ainda não está bem definida.

Os autores demonstram que a morte celular induzida pelo Mtb virulento envolve a permeabilização da membrana mitocondrial, com liberação de citocromo c e perda do potencial transmembrana, independente da regulação por Bax ou Bak, que atuam na via intrínseca da apoptose. Ocorre permeabilização da membrana lisossômica seguida pela destruição da bicamada lipídica e concomitante degradação de várias espécies de fosfolipídios presentes, havendo envolvimento de lipases lisossômicas. Diferente de muitos outros exemplos de morte celular lisossômica, a que é causada pelo Mtb independe de catepsinas B, L ou D. Também ocorreu na ausência da caspase-1 e de catepsina-B ativada, sendo assim, diferente da piroptose ou pironecrose, que constituem em formas de morte celular induzidas por outros patógenos a exemplo da Shigella, Salmonella, Fransciella ou Legionella.

Os autores implicaram a participação do sistema de sinal regulatório de dois componentes (PhoPR) do Mtb, na indução da permeabilização da membrana lisossômica, utilizando uma linhagem mutante (RvΔphoPR) incapaz de bloquear a fusão lisossômica [3]. A cepa mutante RvΔphoPR falhou em induzir a permeabilização da membrana lisossômica e em induzir lesão mitocondrial, e sua capacidade de induzir a morte de macrófagos foi significativamente atenuada.



A lesão mitocondrial (representada pela dissipação do potencial transmembrana) foi mensurada em macrófagos desafiados com a cepa H37Rv e comparados com macrófagos infectados com Mtb mutantes, que não apresentavam o gene espA (ΔRD1ΔespA; gráfico da esquerda) ou Mtb mutantes que não apresentavam o sistema de sinal regulatório de componentes PhoPR (ΔphoPR; gráfico do centro). No gráfico da direita, a morte celular, avaliada pela incorporação do iodeto de propídio (PI), foi verificada em macrófagos não infectados e macrófagos desafiados com a cepa H37Rv, RvΔRD1ΔespA ou RvΔphoPR (18h). A cepa mutante ΔphoPR foi incapaz de induzir a morte celular de macrófagos.


Os autores associam ao Mtb um novo mecanismo de morte celular mediado por lípases lisossômicas, e indicam que os genes micobacterianos codificantes do sistema de sinal regulatório de dois componentes PhoPR desempenham um papel importante, atuando na citotoxicidade e mecanismo de morte celular. Vale ressaltar que as características estruturais das células infectadas mostram condensação periférica da cromatina nuclear e protusão das membranas nucleares a partir das áreas da condensação da cromatina após 3h (associadas com apoptose, porém não foi verificada a condensação progressiva da cromatina nuclear nem a fragmentação do núcleo). Na fase tardia ou 18h após a infecção, observou-se exposição do citoesqueleto e de organelas intracelulares, rupturas na membrana plasmática, que definem a necrose, porém, sem aumento do volume celular. Essas características aproximam este tipo de morte da necroptose [4,5], embora os autores tenham demonstrado que a morte celular induzida pelo Mtb é independente de TNF [2].


Referências:
[1] Lee, J., Repasy, T., Papavinasasundaram, K., Sassetti, C., & Kornfeld, H. (2011). Mycobacterium tuberculosis Induces an Atypical Cell Death Mode to Escape from Infected Macrophages PLoS ONE, 6 (3) DOI: 10.1371/journal.pone.0018367
[2] J. Lee, H.G. Remold, M.H. Ieong, H. Kornfeld, Macrophage apoptosis in response to high intracellular burden of Mycobacterium tuberculosis is mediated by a novel caspase-independent pathway, J. Immunol. 176 (2006) 4267-4274.
[3] N.L. Ferrer, A.B. Gomez, O. Neyrolles, B. Gicquel, C. Martin, Interactions of Attenuated Mycobacterium tuberculosis phoP Mutant with Human Macrophages, PLoS ONE. 5 (2010) e12978.
[4] P. Vandenabeele, L. Galluzzi, T. Vanden Berghe, G. Kroemer, Molecular mechanisms of necroptosis: an ordered cellular explosion, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 11 (2010) 700-714.
[5] L. Galluzzi, G. Kroemer, Necroptosis: A Specialized Pathway of Programmed Necrosis, Cell. 135 (2008) 1161-1163.