terça-feira, 5 de abril de 2011

Novas tecnologias para o tratamento da leishmaniose - Parte I

Post de Diego Moura-Santos (LIP/CPqGM-FIOCRUZ)


ResearchBlogging.orgRelatos de falha clínica dos tratamentos convencionais para leishmaniose vêm aumentando gradativamente. No Estado de Bihar, Índia, já foi demonstrada uma elevada falha terapêutica com o uso de Antimonais Pentavelentes. Outras limitações ao tratamento são: elevada toxicidade, alto custo, falta de prática na administração parenteral e a necessidade de câmaras frias para armazenamento das drogas. Os custos para desenvolvimento de novas drogas são elevados e o retorno financeiro é baixo, por tratar-se de doença negligenciada. Diante do acima exposto, a busca de tratamentos alternativos como a co-administração de drogas e novas formas de “delivery” estão sendo testadas.

A terapia multidrogas melhora a eficácia dos medicamentos, reduz a dosagem, levando a uma diminuição da toxicidade e ao surgimento de parasitas resistentes. Desta forma, Seifert e colaboradores [1] avaliaram a interação in vitro do Sitamaquina com Anfotericina B, Estibogluconato de Sódio, Miltefosina, Paramomicina e Pentamidina contra a L. donovani. Eles observaram interação somente entre a Sitamaquina e a Pentamidina, que apresentaram efeito sinérgico, ou seja, seus efeitos benéficos aumentaram quando foram co-administradas. É importante salientar que este resultado não é um indicador de interação in vivo, e seria necessário avaliar a toxicidade da combinação, já que esta é uma das complicações do uso de Pentamidina como tratamento.

O encapsulamento da Anfotericina B em lipossomas diminuiu significativamente a toxicidade e melhorou a eficácia da droga no tratamento da leishmaniose, com esquema de dose única. Entretanto, o seu preço é proibitivo (US$ 18/50 mg, negociado pela OMS). Um fator que contribui para o elevado custo é o uso do colesterol (matéria-prima do lipossoma), que é purificado de fonte animal, sendo assim necessário o tratamento deste para evitar contaminações por vírus e príons. Com o objetivo de desenvolver um sistema alternativo com preço reduzido em relação aos lipossomas, Prajapati e colaboradores [2] utilizaram nanotubos de carbono. Esta nova forma de “delivery” diminuiu a toxicidade da droga comparado com a Anfotericina Lipossomal, além de ter aumentado a janela terapêutica e melhorado sua eficácia. A Anfotericina-nanotubo inibiu significativamente a replicação do parasita em hamsters comparada à Anfotericina Lipossomal (89,85% e 68,87%, respectivamente). O próximo passo deste grupo é explorar a via de administração oral, já que a falta de pratica na administração parenteral é um empecilho ao tratamento em áreas pobres. Com este mesmo objetivo, Iman e colaboradores [3] avaliaram o uso de um esterol derivado de fonte vegetal como substituto do colesterol para produção da Anfotericina lipossomal. Desta forma, 32 formulações da Anfotericina lipossomal foram desenvolvidas e comparadas com as drogas de referências – Ambisome® e Fungizone®. Das 32 formulações iniciais, os autores chegaram a uma formulação que apresentou atividade anti-fúngica e leishmanicida similar às drogas de referência e menor toxicidade aguda; entretanto, sua máxima dose tolerada foi 2,3 vezes menor comparado com a droga Ambisome® e 30 vezes maior comparada com Fungizone®. Novos estudos em modelos experimentais são necessários para avaliar o potencial terapêutico desta nova formulação in vivo, pois esta apresenta um menor custo de produção, possibilitando um menor preço final da droga.


1. Seifert K, Munday J, Syeda T, & Croft SL (2011). In vitro interactions between sitamaquine and amphotericin B, sodium stibogluconate, miltefosine, paromomycin and pentamidine against Leishmania donovani. The Journal of antimicrobial chemotherapy, 66 (4), 850-4 PMID: 21393188


2. Prajapati VK, Awasthi K, Gautam S, Yadav TP, Rai M, Srivastava ON, & Sundar S (2011). Targeted killing of Leishmania donovani in vivo and in vitro with amphotericin B attached to functionalized carbon nanotubes. The Journal of antimicrobial chemotherapy, 66 (4), 874-9 PMID: 21393222


3.Iman M, Huang Z, Szoka FC Jr, & Jaafari MR (2011). Characterization of the colloidal properties, in vitro antifungal activity, antileishmanial activity and toxicity in mice of a distigmasterylhemisuccinoyl-glycero-phosphocholine liposome-intercalated amphotericin B. International journal of pharmaceutics PMID: 21277963

segunda-feira, 4 de abril de 2011

Sinalização reversa por moléculas de MHC de classe II pode ser importante em respostas mediadas por TLRs

ResearchBlogging.org


Post de Theolis Bessa


As moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) são há muito tempo conhecidas por seu papel no reconhecimento específico de antígenos protéicos na chamada resposta imune adaptativa, mediada pelos linfócitos T. Este artigo surpreendente da Nature Immunology mostra que estas moléculas podem ter um papel também na resposta imune inata, atuando em sinergia com os receptores inatos do tipo Toll (TLRs).

A sinalização reversa por moléculas de MHC II da superfície celular já foi descrita como um mecanismo que pode atuar tanto na sinergia entre células T e células apresentadoras de antígeno, ao induzir a expressão da molécula de adesão LFA-1 (CD11a/CD18) [1], como na regulação destas células, ao inibir a expressão de moléculas co-estimulatórias [2], ambos os efeitos em presença de superantígeno. Apesar da curta cauda intracitoplasmática, o MHC de classe II é capaz de sinalizar através da geração de cAMP e ativação de proteína cinase C [3-5], ou por ativação de tirosina cinases, hidrólise de lipídeos de inositol e mobilização de Ca2+, e ativação de proteína cinase C [5-7].

A partir da observação de que a deficiência de MHC II está associada a menor produção de TNF por estímulo com LPS, Liu e colaboradores [8] decidiram investigar um possível papel de moléculas de MHC II afetando a sinalização por TLRs. Eles verificaram menor capacidade de indução de citocinas pró-inflamatórias e interferons do tipo I por estímulo de macrófagos peritoneais e células dendríticas deficientes de MHC II ou tratadas com siRNA com LPS, CpG ODN ou poli (I:C), apesar de resposta normal a PMA, a IL-1 beta e ao ligante de NOD2 MDP. Não houve alteração na expressão dos TLRs 4, 3 e 9 que são ativados por estas moléculas. Os autores demonstraram inibição da fosforilação de Erk, Jnk e p38, e do inibidor IkBalfa, além de inibição da transativação de NF-kB, AP-1, IRF3 e IRF7. Esta inibição foi dependente das vias de sinalização deflagradas pelos TLRs estudados, já que a fosforilação de Jnk, p38 e IkB alfa por estímulo com TNF estava preservada nas APCs deficientes de MHC II.

Finalmente, os autores demonstram que a tirosina cinase citoplasmática Btk media este efeito, pois sua ativação por sinalização via TLR é inibida em células deficientes de MHC II e pode ser restaurada por transfecção das células deficientes com os genes para o MHC II, e efeitos semelhantes aos observados em células deficientes de MHC II podem ser obtidos em células deficientes desta cinase. É interessante observar que apenas as moléculas de MHC II intracelulares, associadas a endossomos, se associaram com Btk, e esta associação leva à colocalização de MHC II, Btk e CD40 por ativação de TLRs, sendo a presença de CD40 essencial para que ocorra a associação entre Btk e MHC II. Btk liga-se a MyD88 e TRIF levando à ativação destes adaptadores comuns da ação dos TLRs.







A associação entre a sinalização por MHC II e a sinalização dependente de MyD88 foi recentemente demonstrada de forma independente por outro grupo [9].

Referências

[1] W. Mourad, R.S. Geha, T. Chatila, Engagement of major histocompatibility complex class II molecules induces sustained, lymphocyte function-associated molecule 1-dependent cell adhesion, J. Exp. Med. 172 (1990) 1513-1516.
[2] A.D. McLellan, A. Heiser, D.N. Hart, Induction of dendritic cell costimulator molecule expression is suppressed by T cells in the absence of antigen-specific signalling: role of cluster formation, CD40 and HLA-class II for dendritic cell activation, Immunology. 98 (1999) 171-180.
[3] G.A. Bishop, Requirements of class II-mediated B cell differentiation for class II cross-linking and cyclic AMP, J. Immunol. 147 (1991) 1107-1114.
[4] J.C. Cambier, M.K. Newell, L.B. Justement, J.C. McGuire, K.L. Leach, Z.Z. Chen, Ia binding ligands and cAMP stimulate nuclear translocation of PKC in B lymphocytes, Nature. 327 (1987) 629-632.
[5] P. André, J.C. Cambier, T.K. Wade, T. Raetz, W.F. Wade, Distinct structural compartmentalization of the signal transducing functions of major histocompatibility complex class II (Ia) molecules, J. Exp. Med. 179 (1994) 763-768.
[6] N.A. Mooney, C. Grillot-Courvalin, C. Hivroz, L.Y. Ju, D. Charron, Early biochemical events after MHC class II-mediated signaling on human B lymphocytes, J. Immunol. 145 (1990) 2070-2076.
[7] P.J. Lane, F.M. McConnell, G.L. Schieven, E.A. Clark, J.A. Ledbetter, The role of class II molecules in human B cell activation. Association with phosphatidyl inositol turnover, protein tyrosine phosphorylation, and proliferation, J. Immunol. 144 (1990) 3684-3692.
[8] Liu, X., Zhan, Z., Li, D., Xu, L., Ma, F., Zhang, P., Yao, H., & Cao, X. (2011). Intracellular MHC class II molecules promote TLR-triggered innate immune responses by maintaining activation of the kinase Btk Nature Immunology DOI: 10.1038/ni.2015
[9] T.L. Kissner, G. Ruthel, S. Alam, R.G. Ulrich, S. Fernandez, K.U. Saikh, Activation of MyD88 signaling upon staphylococcal enterotoxin binding to MHC class II molecules, PLoS ONE. 6 (2011) e15985.

domingo, 3 de abril de 2011

Primeiro de abril na Science

Post de Theolis Bessa


Em homenagem ao 1° de abril, a Science publicou algumas das "falsas notícias científicas" circuladas em homenagem à data. Vou ter mais cuidado ao ler artigos científicos publicados em 1º de abril!...

Algumas são muito engraçadas. Enjoy!


April Fools' Roundup

In honor of April Fools' Day, there are some good fake science news stories circling the web today. Here are a few of our favorites:

Want to be your own Dr. Doolittle? Check out Google's new app, which " translates animal speech into human vernacular." (Be sure to watch the video.)

And speaking of apps, here's a story and a video about gorillas "going ape" over the new iPad . An important clue into primate behavior, or just a waste of time? As head keeper Phil Ridges says in the article, "We thought they would bang them on rocks but they carry them round as if they were babies."

Fossil buffs will be excited to learn about a new find unearthed at the Tower of London that could rewrite evolutionary history. Here's a clue: It's got a single, thin horn.

"Who needs a thumb drive when you can store data in your thumb?" announces this news story. It turns out there's a new program called Sparsh that lets you move files between devices by storing the data in your body. No word yet on how many gigabytes are available in the average human.

And hot on the heels of a Science paper that reported bacteria that use arsenic instead of phosphorus in their DNA, comes a new breed of sea monkeys found feasting on these bizarre bugs. Warning: these guys get violent if you mess with them.

Alas, we didn't run our own April Fools' story this year, but here are a couple of our past attempts to trick you:

"Science, Nature Team Up on New Journal"


"Pig-Footed Bandicoot Rises From the Dead"

sábado, 2 de abril de 2011

World Immune Regulation Meeting (WIRM) V : Últimas notícias de Davos





Post de Natalia Machado

Continuando as notícias sobre este encontro em Davos, outra palestra que achei muito interessante foi ministrada por Eric Pamer do Sloan-Kettering Institute de Nova Iorque. Intitulado como “antibiotic-mediated changes in the intestinal microbiota and mucosal innate imune defenses”, seu estudo é justificado pelo crescente aumento de infecção por bactérias resistentes a antibióticos em pacientes hospitalizados.

No começo da palestra, ele ressalta a importância da ampla diversidade da microbiota presente no trato gastrointestinal, sem a predominância de um microrganismo e que essa diversidade varia entre indivíduos.

A administração de antibiótico reduz a densidade de bactérias intestinais e altera drasticamente a microbiota. Interessante que ao cessar o tratamento, a densidade de bactérias aumenta, mas a microbiota restaurada tem frequências diferentes.

Considerando a predominância de Enterococcus faecium resistente à vancomicina (VRE) em pacientes submetidos a transplante de medula óssea, o grupo decidiu investigar o papel de TLR/MyD88 na resposta contra bactérias. Utilizando modelo experimental, ele mostra que MyD88-/- não controla a infecção por VRE, mas que a administração de LPS ou flagelina restaura o controle da infecção. IL-22, responsável por este controle, é produzida por células linfoides inatas na lamina própria. Por fim, ele cita que a sinalização via TLR5 por células dendriticas pode também ser uma via importante [1].

O dia seguinte começava com Dan Littman do Skirball Institute of Biomolecular Medicine, também de Nova Iorque, falando sobre ”transcriptional regulation and role of the comensal microbiota in Th17 cell differenciation”. Considerando a importância para imunidade de mucosas, as células Th17 também contribuem na inflamação tecidual e muitas doenças autoimunes em humanos. Com as tentativas de tratamento através da modulação do desenvolvimento e atividade das Th17, se faz necessário o conhecimento sobre como essas células se desenvolvem e funcionam. O estudo de fatores envolvidos na transcrição de genes associados a linhagens permite inferir a rede transcricional que define o programa de diferenciação celular Th17 e promete identificar alvos para terapia anti-Th17.

Nesse contexto, o grupo de Littman, que vem contribuindo para o entendimento desta regulação com vários trabalhos [2-8], desenvolveu pequenas moléculas inibidoras da atividade de RORγt que bloqueiam a diferenciação em Th17 e inibem doenças autoimunes em modelos experimentais. Estas moléculas também bloqueiam outras classes de células linfoides inatas envolvidas em colite e na proteção contra infecção bacteriana pela produção de IL-17 e IL-22.

A atividade de RORγt é dependente de um ligante ainda sendo identificado. A manipulação desde ligante oferece uma via adicional no controle da ação inflamatória.

O acumulo de células Th17 no intestino requer componentes específicos da microbiota comensal. Por exemplo, “segmented filamentous bactéria” (SFB) induz Th17 no intestino delgado e protege o hospedeiro contra colite induzida por Citrobacter rodentium. No entanto, a colonização por SFB pode também aumentar a susceptibilidade de camundongos a doenças autoimunes. Ele encerra a palestra ressaltando a importância da manutenção de um balanço apropriado entre células T efetoras e reguladoras induzido pelas bactérias comensais.

A sessão “progenitors of the immune response” da tarde seguinte, foi interessantíssima com as palestras “regulation of innate and adaptive immunity at barrier surfaces” de David Artis (University of Pennsylvania) e “nuocytes: new insights into type-2 immunity” por Andrew McKenzie (University of Cambridge), USA e UK respectivamente.

A primeira começa com a pergunta de Artis sobre qual seria a fonte de IL-22, uma citocina recentemente relacionada a infecções de mucosas e inflamações na pele e intestino. Ele então mostra que a principal fonte desta citocina não são as células T, uma vez essas células expressam níveis similares de IL-22 entre camundongos naive e infectados. Na verdade, ele demonstra que as LTi (“lymphoid tissue inducer”) são a fonte dominante de IL-22 logo nos momentos iniciais da infecção por Citrobacter rodentium. Estas células são CD4+ e tem papel fundamental no desenvolvimento de tecidos linfoides no feto. Recentemente foi descrito que elas persistem no adulto, são relacionadas a uma população heterogênea de células linfoides da imunidade inata e participam de respostas inflamatórias. A resposta de células LTi (CD3- CD5- CD11c- CD90+ CD4+) induzida pela infecção é dependente de IL-23. Além disso, a depleção dessas células reduziu drasticamente a expressão de IL-22, resultando em aumento da mortalidade. Por fim, ele conclui que as células LTi CD4+ são uma fonte importante de IL-22 e identifica uma função anteriormente não conhecida destas células em promover imunidade inata no intestino [9].

Tratando de infecções por helmintos, McKenzie ressalta a necessidade das células T CD4+ na imunidade contra esses parasitas, uma vez que camundongos deficientes em T CD4+ não conseguem expeli-los. No entanto, as fontes inatas de citocinas do tipo Th2 são tão relevantes quanto as células T CD4+, porque animais deficientes em IL-4 ou IL-13 também não expelem os vermes. Mesmo a transferência de células T produtoras de citocinas Th2 não reverte a infecção. Ele cita que dados similares foram observados em asma.

Utilizando camundongo IL-13-eGFP reporter, o grupo de McKenzie identificou e caracterizou um novo leucócito inato efetor do tipo 2 que eles denominaram de Nuócitos [10]. Os nuócitos podem ser definidos como linhagem-negativos e expandem in vivo em resposta a IL-25 e IL-33. Eles representam a fonte inicial predominante de IL-13 durante a infecção pelo helminto N. brasiliensis. Na ausência do sinal de IL-25 e IL-33, os nuocitos não expandem, resultando numa grave deficiência em expelir os vermes, que é revertida pela transferência de nuócitos cultivados in vitro.

O grupo também demonstrou a importância dos nuocitos em asma experimental, devido à infiltração destas células no pulmão sendo a principal fonte inata de IL-13 após o desafio.

Embora os nuócitos expressem CD45, sugerindo uma origem hematopoiética, sua relação com tais linhagens ainda não é clara. Apesar de compartilharem características com células linfoides, seu desenvolvimento não é impedido animais Rag-/-. Diante disso, McKenzie encerra a palestra comentando que seu grupo já começou os experimentos na tentativa de determinar a linhagem dos nuócitos.

Referências

[1] M. Kamboj, D. Chung, S.K. Seo, E.G. Pamer, K.A. Sepkowitz, A.A. Jakubowski, et al., The changing epidemiology of vancomycin-resistant Enterococcus (VRE) bacteremia in allogeneic hematopoietic stem cell transplant (HSCT) recipients, Biol. Blood Marrow Transplant. 16 (2010) 1576-1581.
[2] I.I. Ivanov, K. Atarashi, N. Manel, E.L. Brodie, T. Shima, U. Karaoz, et al., Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria, Cell. 139 (2009) 485-498.
[3] S. Buonocore, P.P. Ahern, H.H. Uhlig, I.I. Ivanov, D.R. Littman, K.J. Maloy, et al., Innate lymphoid cells drive interleukin-23-dependent innate intestinal pathology, Nature. 464 (2010) 1371-1375.
[4] H. Takatori, Y. Kanno, W.T. Watford, C.M. Tato, G. Weiss, I.I. Ivanov, et al., Lymphoid tissue inducer-like cells are an innate source of IL-17 and IL-22, J. Exp. Med. 206 (2009) 35-41.
[5] M. Leppkes, C. Becker, I.I. Ivanov, S. Hirth, S. Wirtz, C. Neufert, et al., RORgamma-expressing Th17 cells induce murine chronic intestinal inflammation via redundant effects of IL-17A and IL-17F, Gastroenterology. 136 (2009) 257-267.
[6] I.I. Ivanov, R. de L. Frutos, N. Manel, K. Yoshinaga, D.B. Rifkin, R.B. Sartor, et al., Specific microbiota direct the differentiation of IL-17-producing T-helper cells in the mucosa of the small intestine, Cell Host Microbe. 4 (2008) 337-349.
[7] I.I. Ivanov, B.S. McKenzie, L. Zhou, C.E. Tadokoro, A. Lepelley, J.J. Lafaille, et al., The orphan nuclear receptor RORgammat directs the differentiation program of proinflammatory IL-17+ T helper cells, Cell. 126 (2006) 1121-1133.
[8] L. Zhou, J.E. Lopes, M.M.W. Chong, I.I. Ivanov, R. Min, G.D. Victora, et al., TGF-beta-induced Foxp3 inhibits T(H)17 cell differentiation by antagonizing RORgammat function, Nature. 453 (2008) 236-240.
[9] G.F. Sonnenberg, L.A. Monticelli, M.M. Elloso, L.A. Fouser, D. Artis, CD4(+) lymphoid tissue-inducer cells promote innate immunity in the gut, Immunity. 34 (2011) 122-134.
[10] D.R. Neill, S.H. Wong, A. Bellosi, R.J. Flynn, M. Daly, T.K.A. Langford, et al., Nuocytes represent a new innate effector leukocyte that mediates type-2 immunity, Nature. 464 (2010) 1367-1370.

sexta-feira, 1 de abril de 2011

Desenvolvimento de fungos transgênicos que matam os parasitas da malária em mosquitos



Post de Vitor RR Mendonça
ResearchBlogging.org
Uma possível vacina contra a malária permanece incerta na pesquisa científica mundial. Ultimamente, especial atenção na prevenção da doença tem se voltado para o mosquito Anopheles, vetor do Plasmódio. Inseticidas tem perdido a eficácia no combate ao Anopheles visto à alta recombinação gênica e aquisição de resistência pelo vetor. Desta maneira, novas medidas para o controle do Anopheles tornam-se necessárias. Neste contexto, Fang et al descobriram o efeito benéfico de fungos de mosquitos na prevenção da malária. Metarhizium anisopliae infecta mosquitos através da cutícula e prolifera na hemolinfa. Os pesquisadores produziram cepas desse fungo expressando moléculas cujos alvos são os esporozoítos assim que eles passam da hemolinfa para as glândulas salivares. Após onze dias do repasto sanguíneo infestado pelo Plasmodium falciparum, os mosquitos foram tratados com M. anisopliae expressando três diferentes moléculas:
    • salivary gland and midgut peptide 1 (SM1), cuja ação é bloquear a ligação dos esporozoítos às glândulas salivares e reduziu a contagem de esporozoítos em 71%;
    • um anticorpo cadeia única que aglutina esporozoítos e diminuiu os parasitas em 85%;
    • scorpine, uma toxina antimicrobiana e reduziu em 90%.
Ao associar a expressão de scorpine com a proteína de fusão [SM1]8:scorpine, diminui-se os esporozoítos em 98%. Vale ressaltar que essas proteínas não são eficazes no ser humano visto que o promotor delas são apenas expressos na hemolinfa dos mosquitos. Conclui-se com esse artigo publicado na Science que os fungos transgênicos podem ser uma arma poderosa no controle da malária. Adicionalmente, os fungos transgênicos também infectam outros vetores responsáveis pelas transmissão da dengue e da filariose, podendo ser úteis na prevenção de múltiplas doenças. 
Fang W, Vega-Rodríguez J, Ghosh AK, Jacobs-Lorena M, Kang A, & St Leger RJ (2011). Development of transgenic fungi that kill human malaria parasites in mosquitoes. Science (New York, N.Y.), 331 (6020), 1074-7 PMID: 21350178