miR-29, um microRNA envolvido na regulação da produção de interferon-gama em múltiplos níveis

Post de Theolis Bessa

Os microRNAs (miRNAs) já foram tema de discussão aqui no blog. Consistem de pequenas moléculas repressoras pós-transcricionais, de RNA de fita simples, derivadas de precursores em conformação de grampo (hairpin), que se ligam à região 3’ não traduzida (UTR) da molécula de RNA mensageiro alvo, direcionando-a para degradação. Cada miRNA pode regular a tradução de até centenas de moléculas diferentes. Têm-se acumulado os trabalhos que demonstram a participação de miRNAs na regulação das respostas imunes (Fig. 1) [1].

Fonte: T.-Y. Ha, Immune Netw 11 (2011) 11-41.

O miR-29 não é um dos miRNAs mais estudados, mas dois artigos recentes chamaram a atenção para a sua importância na regulação da resposta imune adaptativa contra patógenos intracelulares através da modulação da expressão do IFN-γ [2,3]. Enquanto que o grupo de Steiner e colaboradores [2] demonstrou a capacidade de miR-29 de interagir com o mRNA de fatores de transcrição envolvidos na regulação da expressão do gene para IFN-γ (Eomes e T-bet), Ma e colaboradores [3] demonstraram a capacidade de ligação deste miRNA diretamente à molécula de mRNA para o IFN-γ, o que sugere a ação de miR-29 em múltiplos pontos para a regulação da expressão desta citocina. Este último grupo demonstrou a importância desta regulação na infecção por duas bactérias intracelulares: Listeria monocytogenes e Mycobacterium bovis BCG. A inibição da ação de miR-29 promoveu a resistência a ambas as infecções em camundongos transgênicos para a expressão de um RNA “esponja” competidor específico para os alvos de miR-29.

Os achados descritos mostram não apenas os avanços na compreensão da função e mecanismos de ação de microRNAs, mas também reforçam o potencial de desenvolvimento de novas drogas utilizando estas moléculas como alvos terapêuticos.

Referências:

[1]   T.-Y. Ha, Immune Netw 11 (2011) 11-41.


[2]Steiner, D., Thomas, M., Hu, J., Yang, Z., Babiarz, J., Allen, C., Matloubian, M., Blelloch, R., & Ansel, K. (2011). MicroRNA-29 Regulates T-Box Transcription Factors and Interferon-γ Production in Helper T Cells Immunity, 35 (2), 169-181 DOI: 10.1016/j.immuni.2011.07.009.


[3] Ma, F., Xu, S., Liu, X., Zhang, Q., Xu, X., Liu, M., Hua, M., Li, N., Yao, H., & Cao, X. (2011). The microRNA miR-29 controls innate and adaptive immune responses to intracellular bacterial infection by targeting interferon-γ Nature Immunology, 12 (9), 861-869 DOI: 10.1038/ni.2073

IL-27 and IL-21 are associated with T cell IL-10 responses in human visceral leishmaniasis

Post de Natália Machado



A IL-10 é uma citocina conhecidamente reguladora, com efeitos imunossupressores. Embora também tenha efeito homeostático, limitando a lesão tecidual, o controle da infecção por Leishmania pode ser comprometido. O papel da IL-10 na leishmaniose visceral (LV) humana tem sido demonstrado. Células T reguladoras ou Tr1 produtoras de IL-10 são importantes na supressão da imunidade leishmanicida na LV humana.

A IL-27, produzida principalmente por células da imunidade inata como macrófagos e células dendriticas, tem sido relatada como central na regulação da produção de IL-10 por células T. Além disso, foi demonstrado em camundongos que IL-21 amplifica a expressão de IL-10 em células T induzida por IL-27 (Pot et al., 2009). Este trabalho foi realizado com o objetivo de determinar a fonte celular de IL-27 e IL-21, seus papeis na regulação da produção de IL-10 por células T e na patogênese da LV.

Inicialmente os autores relatam aumento nos níveis circulantes de IL-27, IL-10 e IFN-γ nos plasmas de pacientes antes do tratamento. A expressão do mRNA dessas citocinas também foi avaliada por PCR em tempo real nos aspirados esplênicos dos pacientes. O aumento de IL-10 e IFN-γ foi confirmado nas amostras antes do tratamento. Com relação a IL-27, suas subunidades também apresentaram níveis elevados de expressão. Envolvidos na regulação da IL-27, a expressão do mRNA de IRF-1 e IL-1β também estavam aumentados nos aspirados dos pacientes pré-tratamento.

A IL-27 tem papel inibidor no desenvolvimento da linhagem Th17 em camundongos, que tem sido relatada na proteção contra LV humana (Pitta et al., 2009). A analise dos níveis de expressão de RORγT e IL-17 não revelou diferença entre grupos antes e depois do tratamento. No entanto, os níveis de mRNA de IL-21 estavam significativamente aumentados nas amostras do pacientes pré-tratamento.

Com o objetivo de determinar a fonte celular de tais citocinas, os aspirados esplênicos foram submetidos à separação magnética para CD19+, CD3+ e CD14+. Em seguida, a analise dos transcritos por RT-PCR demonstrou aumento da expressão de IL-27 na população enriquecida de macrófagos e células dendriticas. Em contrapartida, a principal fonte de IL-21 e IL-10 foi a população CD3+.

Em seguida, para determinar se amastigotas de L. donovani e/ou citocinas pro-inflamatórias (IFN-γ, TNF-α ou IL-1β), aumentadas na LV, têm papel na indução da IL-27, macrófagos de doadores sadios foram tratados com IFN-γ, TNF-α, IL-1β, sua combinação ou meio por 8 horas antes da infecção. Após 16 horas de cultura, as células foram lizadas para analise da expressão de mRNA. Os resultados demonstraram indução de IL-27 na presença de IFN-γ. TNF-α e L. donovani não tiveram efeito. IL-1β aumentou significativamente a expressão de IL-27 e teve efeito sinérgico com IFN-γ. Portanto, as condições adequadas para o aumento da IL-27 estão presentes no baço da LV.

Por fim, para avaliar o papel na indução de IL-10, sangue total de pacientes e controles endêmicos foi cultivado na presença de IL-27 e IL-21 recombinantes. Após estimulação com antígeno, foi detectada produção de IFN-γ e IL-10 nas amostras dos pacientes. Na presença de IL-21 recombinante também houve produção de IL-10, o que não aconteceu na presença de IL-27 recombinante.

Diante destes resultados, os autores concluem que a IL-27 produzida por macrófagos, junto com a IL-21 de células T, são citocinas promotoras de doença na LV, devido aos seus papeis na diferenciação e expansão de células T produtoras de IL-10 antigeno-especificas. Portanto, a IL-27 seria uma citocina chave envolvida na regulação do balanço entre imunidade e patologia na LV humana.

Referências:

Ansari, N., Kumar, R., Gautam, S., Nylén, S., Singh, O., Sundar, S., & Sacks, D. (2011). IL-27 and IL-21 are associated with T cell IL-10 responses in human visceral leishmaniasis The Journal of Immunology : 10.4049/​jimmunol.1003588

Cutting edge: IL-27 induces the transcription factor c-Maf, cytokine IL-21, and the costimulatory receptor ICOS that coordinately act together to promote differentiation of IL-10 producing Tr1 cells. 2009. Pot, C.; Jin, H.; Awasthi, A.; Liu, S.; Lai, C.; Madan, R.; Sharpe, A.; Karp, C.; Miaw, S.; Ho, I.; Kuchroo, V. J. Immunol. 183: 797-801.

IL-17 and IL-22 are associated with protection against human kala azar caused by Leishmania donovani. 2009. Pitta, M.; Romano, A.; Cabantous, S.; Henri, S.; Hammad, A.; Kouriba, B.; Argiro, L.; Kheir, M.; Bucheton, B. J. Clin. Invest. 119: 2379-2387.

MicroRNAs participam da regulação de respostas imunes e manutenção da homeostase na mucosa intestinal

Recentemente tem-se dado bastante ênfase ao estudo do papel de pequenas moléculas de RNA não-codificantes na regulação pós-transcricional em diversos processos de organismos eucariontes, que envolve um mecanismo denominado interferência por RNA (RNA interference, RNAi). Entre os pequenos RNAs (small RNAs) temos os pequenos RNAs de interferência (short interference RNAs, siRNAs) e os microRNAs (miRNAs), que são gerados a partir de precursores de fita dupla por excisão com enzimas Dicer e se ligam a proteínas Argonauta, e os RNAs que interagem com proteínas Piwi (piwi-interacting RNAs, piRNAs), gerados aparentemente a partir de precursores de fita simples [1,2].

miRNAs têm sido distinguidos dos siRNAs por serem de origem endógena, e portanto com importância fisiológica para os organismos [1]. Essas moléculas têm papel na regulação gênica [3,4] e na defesa antiviral [5], e novas implicações vêm sendo descobertas na ontogênese [6,7], em processos degenerativos [8], na predisposição ao desenvolvimento de tumores [9], no controle de respostas hormonais [10] e na regulação de respostas imunes, como destacado no artigo publicado na Nature Immunology que é tema deste post [11].

A regulação das respostas imunes na mucosa intestinal é complexa e envolve um delicado equilíbrio entre a microbiota, a barreira epitelial e o sistema imune associado à mucosa [12]. Parte deste equilíbrio é deve-se à manutenção de uma espessa camada de muco, produzida no intestino por células especializadas (goblet cells). Os autores demonstram que a depleção específica de Dicer1 ou de Drosha (outra enzima envolvida na biogênese de miRNAs) nas células intestinais promove uma redução drástica da quantidade de células epiteliais maduras produtoras de muco. Além disso, essa depleção levou à redução da expressão de citocinas que direcionam a resposta da mucosa para um ambiente tipo Th2 (IL-4, IL-5, IL-13, linfopoietina estromal tímica – TSLP), bem como da resistina RELMβ, específica de células produtoras de muco, e que atua na defesa da mucosa contra parasitas intestinais em resposta à sinalização por citocinas Th2 [13]. Em acordo com estes dados, os autores demonstram que camundongos deficientes em Dicer1 são susceptíveis à infecção pelo helminto Trichuris muris e desenvolvem uma resposta do tipo Th1 no intestino, ineficaz para conter o parasita.

Este trabalho não só confirma a importância da interferência por RNA em diversos aspectos fisiológicos e de defesa do organismo, mas também sugere que podemos esperar muito de abordagens terapêuticas envolvendo tecnologias que utilizem estes princípios também em doenças parasitárias.


[1]R.W. Carthew, E.J. Sontheimer, Origins and Mechanisms of miRNAs and siRNAs, Cell. 136 (2009) 642-655.
[2]H. Cerutti, J.A. Casas-Mollano, On the origin and functions of RNA-mediated silencing: from protists to man, Curr. Genet. 50 (2006) 81-99.
[3]M.A. Matzke, J.A. Birchler, RNAi-mediated pathways in the nucleus, Nat. Rev. Genet. 6 (2005) 24-35.
[4]M. Wassenegger, The role of the RNAi machinery in heterochromatin formation, Cell. 122 (2005) 13-16.
[5]V. Scaria, M. Hariharan, S. Maiti, B. Pillai, S.K. Brahmachari, Host-virus interaction: a new role for microRNAs, Retrovirology. 3 ([s.d.]) 68-68.
[6]M.F. Roussel, M.E. Hatten, Cerebellum development and medulloblastoma, Curr. Top. Dev. Biol. 94 (2011) 235-282.
[7]L. Guo, R.C. Zhao, Y. Wu, The role of miRNAs in self-renewal and differentiation of mesenchymal stem cells, Exp Hematol. (2011).
[8]H. Kaneko, S. Dridi, V. Tarallo, B.D. Gelfand, B.J. Fowler, W.G. Cho, et al., DICER1 deficit induces Alu RNA toxicity in age-related macular degeneration, Nature. (2011).
[9]I. Slade, C. Bacchelli, H. Davies, A. Murray, F. Abbaszadeh, S. Hanks, et al., DICER1 syndrome: clarifying the diagnosis, clinical features and management implications of a pleiotropic tumour predisposition syndrome, J Med Genet. (2011).
[10]T. Melkman-Zehavi, R. Oren, S. Kredo-Russo, T. Shapira, A.D. Mandelbaum, N. Rivkin, et al., miRNAs control insulin content in pancreatic β-cells via downregulation of transcriptional repressors, Embo J. (2011).
[11]Biton, M., Levin, A., Slyper, M., Alkalay, I., Horwitz, E., Mor, H., Kredo-Russo, S., Avnit-Sagi, T., Cojocaru, G., Zreik, F., Bentwich, Z., Poy, M., Artis, D., Walker, M., Hornstein, E., Pikarsky, E., & Ben-Neriah, Y. (2011). Epithelial microRNAs regulate gut mucosal immunity via epithelium–T cell crosstalk Nature Immunology, 12 (3), 239-246 DOI: 10.1038/ni.1994
[12]T. Barbosa, M. Rescigno, Host-bacteria interactions in the intestine: homeostasis to chronic inflammation, Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 2 (2010) 80-97.
[13]D. Artis, M.L. Wang, S.A. Keilbaugh, W. He, M. Brenes, G.P. Swain, et al., RELMbeta/FIZZ2 is a goblet cell-specific immune-effector molecule in the gastrointestinal tract, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (2004) 13596-13600.