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IVE MENDES OLIVEIRA O papel dos receptores de adenosina na resposta de células NK durante a infecção por Leishmania amazonensis Ouro Preto 2017

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IVE MENDES OLIVEIRA

O papel dos receptores de adenosina na resposta de células NK durante a infecção por Leishmania amazonensis

Ouro Preto 2017

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO NÚCLEO DE PESQUISAS EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

O papel dos receptores de adenosina na resposta de células NK durante a infecção por Leishmania amazonensis

AUTORA: IVE MENDES OLIVEIRA ORIENTADOR: PROF. DR. LUÍS CARLOS CROCCO AFONSO CO-ORIENTADORA: DRA. AMANDA BRAGA DE FIGUEIREDO

Ouro Preto

2017

Dissertação apresentada ao Programa

de Pós-Graduação em Ciências

Biológicas do Núcleo de Pesquisas em

Ciências Biológicas da Universidade

Federal de Ouro Preto, como parte

integrante dos requisitos para a

obtenção do título de Mestre em

Ciências Biológicas, área de

concentração: Imunobiologia de

Protozoários.

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O41p Oliveira, Ive Mendes.

O papel dos receptores de adenosina na resposta de células NK durante a infecção por Leishmania amazonensis [manuscrito] / Ive Mendes Oliveira. - 2018.

74f.: il.: color; tabs.

Orientador: Prof. Dr. Luis Carlos Crocco Afonso. Coorientadora: Profª. Drª. Amanda Braga de Figueiredo.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Instituto de

Ciências Exatas e Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas.

Área de Concentração: Imunobiologia de Protozoários.

1. Células Killer. 2. Leishmaniose. 3. Adenosina. I. Afonso, Luis Carlos Crocco. II. Figueiredo, Amanda Braga de. III. Universidade Federal de Ouro Preto. IV. Titulo.

CDU: 616.993.161

Catalogação: www.sisbin.ufop.br

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AGRADECIMENTOS

Ao professor Luís Carlos Crocco Afonso, pela confiança depositada em

mim e por estes dois anos de grande aprendizado.

Aos colegas do Laboratório de Imunoparasitologia, pela amizade,

disponibilidade e pausas para o café. À Amanda por me ensinar tanto. Ao

Marcorélio e Leandro, por todo o apoio técnico. E, especialmente, a

Luana, Flávia e Míriam, por me ouvirem, apoiarem e me fazerem acreditar

que este sonho era possível.

Aos funcionários do NUPEB que direta ou indiretamente ajudaram na

realização deste trabalho, principalmente aos técnicos dos laboratórios

multiusuários, por toda a paciência e ajuda.

À minha família, pelo amor incondicional e por acreditarem em mim nos

momentos que nem eu mesma acreditava. Nada disso seria possível sem

vocês na minha vida. Dedico a vocês este trabalho.

Ao Leandro, pelo companheirismo, pela compreensão com as minhas

ausências e por me fazer sorrir todos os dias.

Aos meus amigos, que de longe ou de perto, sempre torceram por mim.

À Deus, que guia todos os meus passos.

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ÍNDICE Agradecimentos......................................................................................................... 2

Resumo....................................................................................................................... 5

Abstract................................................................................................................... ... 7

Lista de figuras........................................................................................................... 9

Lista de tabelas........................................................................................................ 11

Lista de siglas e abreviaturas.................................................................................. 12

1. Introdução............................................................................................................ 13

1.1. Leishmaniose...................................................................................................... 13

1.2. Leishmania amazonensis.................................................................................... 16

1.3. Resposta imune frente à leishmaniose................................................................ 16

1.4. Células Natural Killer........................................................................................... 19

1.5. Resposta da célula NK frente à infecção por Leishmania................................... 20

1.6. Sinalização purinérgica e resposta imune a leishmaniose tegumentar............... 23

2. Objetivos............................................................................................................... 30

2.1. Objetivo geral...................................................................................................... 30

2.2. Objetivos específicos.......................................................................................... 30

3. Material e métodos............................................................................................... 31

3.1. Animais experimentais........................................................................................ 31

3.2. Parasitos............................................................................................................. 31

3.3. Infecção de animais experimentais..................................................................... 32

3.4. Obtenção de células dendríticas derivadas de medula óssea............................. 32

3.5. Purificação de células NK.................................................................................... 32

3.6. Co-culturas.......................................................................................................... 34

3.7. Taxa de infecção................................................................................................. 35

3.8. Cultivo e estimulação das células de linfonodo.................................................... 35

3.9. ELISA.................................................................................................................. 35

3.10. Citometria de fluxo............................................................................................. 36

3.11. Microscopia de fluorescência............................................................................ 37

3.12. Análise estatística............................................................................................. 38

4. Resultados e discussão....................................................................................... 39

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4.1. A presença de L. amazonensis altera o perfil de expressão do receptor de adenosina A2a na célula NK...................................................................................... 39

4.2. A inibição do receptor A2a altera o perfil de produção de IFN-γ por células NK co-cultivadas com DC e infectadas por L. amazonensis.................................................. 42

4.3. Inibição do receptor A2a leva a diminuição da taxa de infecção de DC em co-culturas com NK e infectadas por L. amazonensis..................................................... 45

4.4. A inibição do receptor de adenosina A2a in vivo leva a um aumento do perfil pró-inflamatório da resposta imunológica com aumento da porcentagem de células NK produtoras de IFN-γ................................................................................................... 48

4.5. A inibição do receptor de adenosina A2a in vivo leva ao aumento do perfil Th1, com aumento da produção de IFN-γ por células CD4................................................ 55

5. Sumário dos resultados....................................................................................... 61

6. Conclusão............................................................................................................. 62

Referências bibliográficas...................................................................................... 63

Anexos...................................................................................................................... 74

1. Certificado de aprovação do CEUA/UFOP n° 2015/62........................................... 74

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RESUMO

As células Natural Killer (NK) são importantes células efetoras na imunidade inata e

participam ativamente da resposta imune do hospedeiro contra infecções, inclusive

durante a infecção por Leishmania amazonensis. Células NK secretam IFN-γ após a

estimulação por IL-12 produzida por macrófagos e células dendríticas (DC). Esta

citocina é crucial para a eliminação de L. amazonensis por meio da ativação de

fagócitos e para o desenvolvimento de respostas adaptativas subsequentes,

especialmente do tipo Th1. O ATP liberado por células sob estresse, é capaz de

auxiliar no estabelecimento de resposta inflamatória, enquanto a adenosina, produto

da hidrólise de ATP por ecto-nucleotidases, leva as células a um estado anti-

inflamatório. L. amazonensis expressa enzimas capazes de degradar ATP extracelular

a adenosina, induzindo assim a resposta anti-inflamatória de várias células, incluindo

macrófagos, DC e possivelmente células NK. O objetivo deste estudo foi avaliar o

papel dos receptores de adenosina em células NK durante a infecção por L.

amazonensis. Para isso, avaliamos a presença dos receptores A2a e A2b de

adenosina na superfície da célula NK por microscopia de fluorescência, e observamos

que estes receptores estão presentes na superfície da célula NK, e que há o aumento

da expressão do receptor A2a na superfície celular quando a célula NK é cultivada na

presença de L. amazonensis. Além disso, DC derivadas de medula óssea de

camundongos C57BL/6 infectadas por L. amazonensis foram co-cultivadas com

células NK recém-isoladas de baço, na presença de antagonistas dos receptores A2a

e A2b, e a produção de IFN-γ foi medida por ELISA. Observamos que a inibição do

receptor A2a leva ao aumento da produção de IFN-γ e a inibição de ambos os

receptores leva à diminuição da taxa de infecção de DC presentes na co-cultura.

Analisamos, por citometria de fluxo, a produção de IFN-γ e IL-10 por células NK,

linfócitos T CD4 e linfócitos T CD8, em camundongos C57BL/6 infectados por L.

amazonensis e tratados com antagonistas dos receptores A2a e A2b e dosamos por

ELISA a produção de IFN-γ por células de linfonodos estimuladas com antígeno

particulado de Leishmania amazonensis. Mostramos que a inibição do receptor A2a

aumenta a porcentagem de células NK e linfócitos T CD4 produtoras de IFN-γ sem

haver aumento da produção de IL-10, além de levar ao aumento da produção de IFN-

γ por células de linfonodos estimuladas in vitro. Com estes resultados, podemos

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concluir que o receptor de adenosina A2a, presente na célula NK, tem um papel de

grande importância na infecção por L. amazonensis e seu bloqueio leva ao aumento

da produção de citocinas pró-inflamatórias durante a infecção, tanto em modelo in

vitro, quanto in vivo.

Palavras-chave: Natural Killer, leishmaniose, adenosina.

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ABSTRACT

Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively

participate in host immune responses against infections, including during Leishmania

amazonensis infection. NK cells secrete IFN-γ after stimulation by IL-12 produced by

macrophages and dendritic cells (DC). This cytokine is crucial for the elimination of L.

amazonensis through the activation of phagocytes and for the development of

subsequent adaptive responses, especially Th1 response. The ATP released by cells

under stress is able to aid in the establishment of inflammatory response, whereas

adenosine, the product of the hydrolysis of ATP by ecto-nucleotidases, leads the cells

to an anti-inflammatory state. L. amazonensis expresses enzymes capable of

degrading extracellular ATP to adenosine, thus inducing the anti-inflammatory

response of several cells, including macrophages, DC and possibly NK cells. The

objective of this study was to evaluate the role of adenosine receptors in NK cells

during L. amazonensis infection. For this, we evaluated the presence of adenosine

A2a and A2b receptors on the NK cell surface by fluorescence microscopy, and we

observed that these receptors are present on the surface of the NK cell, and that there

is increased A2a receptor expression on the cell surface when the NK cell is cultured

in the presence of L. amazonensis. In addition, marrow-derived DCs from C57BL/6

mice infected with L. amazonensis were co-cultured with newly isolated spleen NK

cells in the presence of A2a and A2b receptor antagonists, and IFN-γ production was

measured by ELISA. We observed that inhibition of the A2a receptor leads to increased

IFN-γ production and inhibition of both receptors leads to a decrease in the rate of DC

infection present in the co-culture. We analyzed, by flow cytometry, IFN-γ and IL-10

production by NK cells, CD4 T lymphocytes and CD8 T lymphocytes, in C57BL/6 mice

infected with L. amazonensis and treated with A2a and A2b receptor antagonists and

assayed for IFN-γ production by ELISA by lymph node cells stimulated with

Leishmania amazonensis particulate antigen. We have shown that A2a receptor

inhibition increases the percentage of NK cells and IFN-γ producing CD4 T

lymphocytes without increasing IL-10 production, in addition to increasing IFN-γ

production by lymph node cells stimulated in vitro. With these results, we can conclude

that the A2a adenosine receptor, present in the NK cell, plays a very important role in

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L. amazonensis infection and its blockade leads to increased production of

proinflammatory cytokines during infection in the model in vitro and in vivo.

Keywords: Natural Killer, leishmaniasis, adenosine.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Ciclo de vida da Leishmania........................................................................ 13

Figura 2: Metabolismo do ATP extracelular e ativação de receptores purinérgicos... 23

Figura 3: Obtenção de células NK purificadas de baço de camundongo

C57BL/6..................................................................................................................... 33

Figura 4: Expressão dos receptores A2a e A2b na célula NK de camundongos

C57BL/6 na presença de L. amazonensis.................................................................. 39

Figura 5: Teste de concentração dos inibidores dos receptores de adenosina, A2a e

A2b............................................................................................................................ 42

Figura 6: Produção de IFN-γ em co-culturas de células NK e DC durante a infecção

por L. amazonensis na presença de inibidores seletivos dos receptores de adenosina

A2a e A2b.................................................................................................................. 43

Figura 7: Taxa de infecção em co-culturas de células NK e DC durante a infecção por

L. amazonensis na presença de inibidores seletivos dos receptores de adenosina A2a

e A2b.............................................................................................. ............................ 45

Figura 8: Recrutamento de células NK para os linfonodos drenantes e sua produção

de IFN-γ após diferentes tempos de infecção por L. major e L.

amazonensis.............................................................................................................. 48

Figura 9: Quantidade de células NK e sua produção de IFN-γ no linfonodo de

camundongos C57BL/6 após um dia de infecção por L. amazonensis...................... 50

Figura 10: Produção de IL-10 por células NK no linfonodo de camundongos C57BL/6

após um dia de infecção por L. amazonensis............................................................. 51

Figura 11: Quantidade de células CD4 e sua produção de IFN-γ no linfonodo de

camundongos C57BL/6 após um dia de infecção por L. amazonensis...................... 52

Figura 12: Produção de IFN-γ em células de linfonodo de camundongos C57BL/6,

estimuladas com antígeno particulado de L. amazonensis........................................ 53

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Figura 13: Quantidade de células CD4 e sua produção de IFN-γ no linfonodo de

camundongos C57BL/6 após sete dias de infecção por L. amazonensis................... 55

Figura 14: Produção de IL-10 por células CD4 no linfonodo de camundongos C57BL/6

após sete dias de infecção por L. amazonensis......................................................... 56

Figura 15: Quantidade de células CD8 e sua produção de IFN-γ e IL-10 no linfonodo

de camundongos C57BL/6 após sete dias de infecção por L. amazonensis

................................................................................................................................... 58

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Anticorpos utilizados na realização da citometria de fluxo ......................... 36

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LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

ADA: Adenosina deaminase

ADP: Adenosina difosfato

AMP: Adenosina monofosfato

AMPc: Monofosfato cíclico de adenosina

ATP: Adenosina trifosfato

BSA: Albumina de soro bovina

BSF: Soro fetal bovino

CFSE: Éster de succinimidil-carboxifluoresceína

DAPI: 4',6-diamino-2-fenilindol

DC: Células dendríticas

EDTA: Ácido etilenodiamino tetra-acético

GM-CSF: Fator estimulador de colônias de granulócitos-macrófagos

IFN: Interferon

IL: Interleucina

LPG: Lipofosfoglicano

MHC: Complexo principal de histocompatibilidade

MIP: Proteína inflamatória de macrófagos

NK: Natural Killer

PBS: Tampão fosfato-salino

PKA: Proteína quinase A

TCR: Receptor de células T

Th: T helper

TNF: Fator de necrose tumoral

UDP: Uracila difosfato

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13

1. Introdução

1.1. Leishmaniose

As leishmanioses são antropozoonoses consideradas um grande problema de saúde

pública. Representam um complexo de doenças com grande variação clínica e

diversidade epidemiológica (AKHOUNDI et al, 2017). As leishmanioses estão

presentes em todos os continentes, exceto a Antártida, e são causadas por parasitos

do gênero Leishmania (BAÑULS et al, 2007).

Leishmania é um protozoário pertencente à família Trypanosomatidae, parasito

intracelular obrigatório de células do sistema fagocitário mononuclear, com duas

formas principais: uma flagelada, chamada promastigota, encontrada no tubo

digestivo do inseto vetor, e outra, que não possui o flagelo visível, chamada

amastigota, observada nos tecidos dos hospedeiros vertebrados (GARNHAM, 1971).

O ciclo biológico do parasito começa quando uma fêmea de flebotomíneo parasitada,

faz o repasto sanguíneo em um hospedeiro vertebrado (Figura 1) (SACKS e NOBEN-

TRAUTH, 2002). No intestino do inseto vetor, as formas promastigotas passam pela

metaciclogênese, que é o processo pelo qual estas formas deixam de se reproduzir e

tornam-se infecciosas (promastigotas metacíclicas) (SACKS e PERKINS, 1984).

À medida que o inseto se alimenta, as promastigotas metacíclicas são inoculadas no

hospedeiro vertebrado através da probóscide do inseto (BAÑULS et al, 2007). Após a

inoculação, as promastigotas precisam sobreviver aos mecanismos inatos de defesa

do hospedeiro. Algumas moléculas de superfície expressas na promastigota

metacíclica, como o gp63 e o LPG, auxiliam na resistência aos mecanismos de lise

pelo sistema do complemento, além de participarem dos mecanismos de interação

com as células do hospedeiro e posterior fagocitose (SACKS e NOBEN-TRAUTH,

2002; KAMHAWI, 2006; SÉGUIN e DESCOTEAUX, 2016).

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14

Figura 1: Ciclo de vida da Leishmania (Fonte: SACKS E NOBEN-TRAUTH, 2002 - Adaptada)

Quando as promastigotas metacíclicas são introduzidas na pele, encontram neste

local células do sistema imunológico. O neutrófilo é a primeira célula a migrar para o

sitio de infecção, porém estudos demostram seu papel como “cavalo de troia” durante

a infecção por leishmaniose, permitindo a continuação da infecção de uma maneira

silenciosa. Os neutrófilos infectados podem liberar parasitos melhor adaptados para

infecção e sobrevivência no interior de macrófagos e estes macrófagos podem

apresentar uma função microbicida comprometida em um ambiente em que estão

fortemente envolvidos no processo anti-inflamatório de degradação de neutrófilos

apoptóticos (ZANDBERGEN et al, 2004; AFONSO et al, 2008; PETERS et al, 2008).

Por um mecanismo ainda não totalmente esclarecido, envolvendo receptores e

ligantes em ambas superfícies, o parasito adere à superfície dos macrófagos

passando para o meio intracelular por meio de um processo de fagocitose mediada

por receptores, onde se transforma na forma amastigota e se multiplica (UENO e

WILSON, 2012).

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15

Embora os macrófagos sejam células fagocitárias especializadas no combate a

agentes infecciosos, os parasitos do gênero Leishmania desenvolveram mecanismos

de defesa capazes de subverter sua capacidade microbicida, conseguindo sobreviver

neste ambiente potencialmente tóxico e multiplicar-se até a ruptura da célula, quando

são liberadas para infectar outras células do sistema mononuclear fagocitário,

propagando a infecção (BERMAN et al, 1979; SHAW, 1997).

Inicialmente, a classificação das espécies de Leishmania baseava-se em critérios

extrínsecos, tais como características clínicas e geográficas. Desde a década de

1970, critérios intrínsecos, como dados imunológicos, bioquímicos e genéticos, foram

utilizados para definir as espécies de Leishmania, estes novos dados resultaram em

um aumento maciço no número de espécies descritas. Hoje, 30 espécies são

conhecidas e aproximadamente 20 são patogênicas para humanos (AKHOUNDI et al,

2017).

A leishmaniose visceral é causada pelas espécies L. donovani ou L. infantum, no

Velho Mundo, e L. infantum, no Novo Mundo. Na leishmaniose visceral os parasitos

se disseminam por órgãos internos, como baço, fígado e medula óssea. São

geralmente assintomáticas, no entanto, podem surgir sintomas como febre, fadiga,

anorexia, perda de peso, caquexia, hepatoesplenomegalia e pancitopenia, podendo

levar à morte (CARVALHO et al, 2012).

Já as leishmanioses tegumentares, que acometem pele e mucosas, são divididas em

três grupos principais, de acordo com suas manifestações clínicas. A leishmaniose

cutânea localizada é causada pelas espécies L. tropica, L. major e L. aethiopica, no

Velho Mundo, e L. mexicana, L. amazonensis e L. braziliensis, no Novo Mundo.

Tipicamente, estas espécies causam lesões localizadas, que curam

espontaneamente. A leishmaniose cutânea difusa é causada principalmente por L.

amazonensis e caracteriza-se pela presença de diversas lesões não-ulceradas, com

alto parasitismo. A leishmaniose mucosa, causada principalmente por L. braziliensis,

é uma forma grave e desfigurante da doença, devido ao comprometimento das

mucosas do nariz, boca e garganta, provocando lesões onde são encontrados intenso

infiltrado inflamatório e escasso parasitismo (BAÑULS et al, 2007; CARVALHO et al,

2012)

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16

Aparentemente, as diferentes formas clínicas estão intimamente relacionadas com a

resposta imunológica do hospedeiro, especialmente o equilíbrio entre a imunidade

celular e humoral. A natureza do patógeno, especialmente a espécie, parece ser

também um fator determinante para as diferentes formas clínicas (BAÑULS et al,

2007).

1.2. Leishmania amazonensis

No Brasil, uma das afecções dermatológicas que merece grande atenção, devido à

sua magnitude, risco de ocorrência de deformidades e envolvimento psicológico, com

reflexos no campo social e econômico, é a leishmaniose tegumentar. Esta doença

apresenta ampla distribuição com registro de casos em todas as regiões brasileiras

(BRASIL.MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007).

As três principais espécies existentes no Brasil, causadoras de leishmaniose

tegumentar são L. (V.) braziliensis, L. (V.) guyanensis e L. (L.) amazonensis

(BRASIL.MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007; SILVEIRA et al, 2009).

No Brasil, L. amazonensis é responsável por uma menor proporção de casos de

leishmaniose tegumentar em comparação à L. braziliensis, mas também apresenta

ampla distribuição geográfica, ocorrendo em diversos Estados brasileiros

(BRASIL.MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2007). Porém, a L. amazonensis está associada

a distintas manifestações clínicas em humanos, como a forma cutâneo localizada, a

cutâneo difusa e até a visceral, o que lhe confere importância clínica destacada no

Novo Mundo (SILVEIRA et al, 2009).

1.3. Resposta imune frente a leishmaniose

Os macrófagos são as principais células hospedeiras a serem parasitadas por

Leishmania (SHAW, 1997). O fato das amastigotas se encontrarem no interior de

macrófagos faz com que o controle da infecção seja dependente da resposta imune

mediada por células. A principal célula que atua na eliminação das amastigotas é o

próprio macrófago, após sua ativação por linfócitos T CD4. Nas leishmanioses, os

macrófagos são ao mesmo tempo células hospedeiras, apresentadoras de antígeno

para as células do sistema imune e efetoras para a destruição do parasito (MAUEL et

al, 1978; GREEN et al, 1991; REINER et al, 1994).

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17

As células do sistema imune comunicam-se por meio da secreção de citocinas.

Linfócitos T ativam macrófagos, por meio da secreção de interferon-γ (IFN-γ),

tornando-os capazes de destruir os parasitas. Os mecanismos de eliminação das

amastigotas pelos macrófagos ativados envolvem a síntese de intermediários reativos

de oxigênio e nitrogênio, como o óxido nítrico (GREEN et al, 1991).

Os linfócitos T CD4 têm uma função central no sistema imune, promovendo respostas

adaptativas adequadas a patógenos específicos. De acordo com as citocinas que

produzem após serem estimuladas estas células podem ser divididas em diversas

classes, principalmente, T helper 1 (Th1) e T helper 2 (Th2) (MOSMANN et al, 1986).

As células Th1 têm como principal citocina produzida o IFN-γ. Em contraste, as células

Th2 produzem principalmente IL-4, IL-5 e IL-13 (ZHU et al, 2010).

Em diversos estudos realizados com espécies de Leishmania, foi proposto o

paradigma Th1/Th2, definindo-se papeis protetores (IFN-γ) e nocivos (IL-4, IL-5 e IL-

13) para diversas citocinas (SCOTT, 1991; SACKS e NOBEN-TRAUTH, 2002). O que

já está bem estabelecido é que, para o controle da infecção, é necessária a

predominância da resposta imune celular com características de tipo 1, envolvendo

linfócitos CD4 e CD8 e citocinas como IL-12, IFN-γ, TNF-α, linfotoxina e algumas

quimiocinas produzidas por macrófagos (REIS et al, 2006).

Esta resposta Th1 tem como resultado a ativação de macrófagos, tornando-os

capazes de eliminar o parasito, controlando a infecção. Dentro desta perspectiva, a

diminuição do número de parasitos leva a uma redução do estímulo da resposta imune

pelo menor aporte de antígenos, retornando o organismo a homeostase (SILVEIRA et

al, 2009).

Por muito tempo a resposta Th1 foi considerada uma resposta leishmanicida e a

resposta Th2 favoreceria o estabelecimento da infecção, porém já se sabe que apesar

do modelo Th1/Th2 ser um modelo experimental útil para estudo, a resposta à

Leishmania é muito mais complexa, variando de acordo com o modelo e a espécie do

parasita estudados (AWASTHI, 2004).

Na leishmaniose cutânea localizada, a imunidade celular está preservada. Esta

resposta é específica e bem modulada, com predominância de citocinas do tipo 1,

Page 21: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

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podendo evoluir à cura espontânea e boa resposta ao tratamento (SILVEIRA et al,

2004).

A leishmaniose cutânea difusa, caracterizada pela ausência de resposta celular

específica (anergia) para antígenos de Leishmania, está associada à acentuada

proliferação dos parasitos e à disseminação da infecção. No Brasil, está associada

exclusivamente à infecção causada por L. amazonensis (SILVEIRA et al, 2009).

Nesses casos, o teste cutâneo de Montenegro é caracteristicamente negativo, assim

como os testes de proliferação celular e produção de IFN-γ em culturas de células

mononucleares de sangue periférico estimuladas com antígenos de Leishmania.

Apesar da ausência de resposta celular específica os níveis de anticorpos anti-

Leishmania circulantes são altos. Ocorre uma predominância da resposta humoral em

detrimento da resposta celular. O perfil de citocinas da resposta imune nestes casos

é caracterizado por baixa produção de IFN-γ e níveis altos de IL-10 (SILVEIRA et al,

2004; SILVEIRA et al, 2009).

Já a leishmaniose mucosa, tem como agente etiológico principal a L. braziliensis. Se

caracteriza imunologicamente pela exacerbação da resposta celular e pela escassez

de parasitos (SILVEIRA et al, 2009). A resposta proliferativa e a produção de IFN-γ e

TNF-α estimuladas por antígenos de Leishmania em culturas de células

mononucleares de sangue periférico são significativamente maiores do que as

observadas na leishmaniose cutânea localizada. Esta resposta exacerbada do tipo 1

promove a destruição de grande parte dos parasitos e do tecido onde houver depósito

de partículas antigênicas, gerando as lesões características da doença (SILVEIRA et

al, 2004).

Trabalhos já demonstraram que a resposta das células T in vivo para Leishmania

amazonensis é diferente da descrita para outras espécies de Leishmania. As lesões

crônicas características da infecção por L. amazonensis em camundongos C57BL/10

são independentes da expressão de IL-4 (AFONSO e SCOTT, 1993). Além disso, a

infecção por L. amazonensis em camundongos C3H resulta em baixos níveis de

produção de IL-12 e IFN-γ por células T CD4 específicas. A infecção crônica por L.

amazonensis em camundongos C3H e C57BL/6 é persistente mesmo após a

administração de IL-12 exógena. A incapacidade da IL-12 para gerar uma resposta

imune efetiva mediada por células durante a infecção por L. amazonensis sugere que

Page 22: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

19

o parasita pode gerar um mecanismo imunomodulador potente para evitar a morte

generalizada de parasitas e promover uma infecção crônica (JONES et al, 2002).

1.4. Células Natural Killer

As células Natural Killer (NK) foram originalmente descritas como grandes linfócitos

granulares com citotoxicidade natural contra células tumorais. As células NK foram

mais tarde reconhecidas como uma linhagem de linfócitos que tem características

próprias, com funções efetoras de citotoxicidade e produção de citocinas (VIVIER et

al, 2008). O estudo da função da célula NK na tumorigênese é focado principalmente

na sua capacidade lítica. No entanto, em doenças infecciosas, a principal função das

células NK pode ser a produção de citocinas, tais como IFN-γ, TNF-α, GM-CSF e IL-

3 (WU et al, 2017).

As NK são conhecidas por fornecer um sistema de defesa do hospedeiro durante as

fases iniciais da infecção por uma variedade de vírus, fungos, bactérias e parasitas,

sendo responsáveis por desencadear mecanismos de resistência. Estas células não

possuem receptores específicos de antígenos clonotípicos convencionais, mas são

capazes de matar espontaneamente células tumorais e células infectadas que têm

uma diminuição na expressão de uma ou mais moléculas do complexo principal de

histocompatibilidade (MHC) e/ou expressam certos antígenos de estresse na sua

superfície (VANCE et al, 1998). As células NK também reconhecem ligantes de

receptores do tipo Toll. A exposição in vitro de células NK a ligantes de receptores do

tipo Toll induz a produção de IFN-γ e aumenta a sua citotoxicidade. Elas também

expressam receptor Fc de baixa afinidade, permitindo-lhes detectar células alvo

revestidas com anticorpos e exercer citotoxicidade celular dependente de anticorpos

(LANIER, 2005). As células NK também demonstram um papel importante durante a

gravidez, a autoimunidade e a inflamação dos tecidos (SHI et al., 2000; MOFFETT-

KING, 2002; HOMANN et al., 2002).

Consistente com a sua função como sentinelas inatas, as células NK são amplamente

distribuídas em todos os tecidos linfoides e não linfoides. Na maioria dos tecidos, as

células NK representam uma fração pequena dos linfócitos totais (cerca de 2% em

baço de camundongos, por exemplo). O turnover de células NK humanas no sangue

é de cerca de 2 semanas, consistente com os dados em camundongos (VIVIER et al,

2008; WU et al, 2017).

Page 23: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

20

A intensidade e a qualidade das respostas citotóxicas e das citocinas das células NK

dependem do microambiente de citocinas, bem como das interações com outras

células do sistema imunológico, como células T, células dendríticas (DC) e

macrófagos. IFN-γ, IL-12, IL-18 e IL-15 são potentes ativadores da função efetora de

células NK. Também é bem conhecido que a IL-2 promove a proliferação de células

NK, a citotoxicidade e a secreção de citocinas (FEHNIGER et al, 2003; LUCAS et al,

2007). A função das células NK pode ser regulada pelo Fator de transformação do

crescimento beta (TGF-β) e por células T reguladoras através de um mecanismo

dependente de TGF- β em humanos e camundongos (SMYTH et al, 2006).

Estudos recentes demonstraram que as células NK podem adquirir memória

imunológica de maneira semelhante aos linfócitos T e B, sendo importantes,

principalmente, para o combate a infeções virais (SULLIVAN et al. 2015).

O reconhecimento da célula alvo e a estimulação por citocinas são os dois principais

mecanismos efetores das células NK. Avanços consideráveis foram feitos na

compreensão dos receptores que ativam e inibem as células NK, levando à regulação

da sua produção de citocinas e atividade citolítica (LANIER, 2005; MAROOF et al,

2008).

1.5. Resposta da célula NK frente à infecção por Leishmania

O papel das citocinas durante a infecção por Leishmania tem sido claramente

demonstrado em modelo murino de leishmaniose cutânea, em que uma única

administração de anticorpos anti-IFN-γ antes da infecção por L. major aumenta a

susceptibilidade e inibe o desenvolvimento de células Th1. Além disso, a inoculação

de parasitas na presença de IFN-γ altera o padrão de citocinas presentes no início da

infecção, em camundongos BALB/c que são naturalmente suscetíveis a doença,

alterando a formação do perfil Th2, e gerando um perfil Th1. É importante considerar

que as alterações no padrão de citocinas, após o tratamento com anti-IFN-γ ou IFN-

γ, são evidentes após 3 dias da infecção, sugerindo que o ambiente de citocinas no

momento da apresentação de antígeno é crítica para o desenvolvimento do

subconjunto de células T helper (SCHARTON e SCOTT, 1993).

Existem duas fontes principais de IFN-γ durante uma infecção: linfócitos T CD4 e

células NK. No entanto, enquanto as células T produzem IFN-γ tardiamente, as células

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21

NK agem na produção precoce de IFN-γ após infecção bacteriana, protozoária e viral

em camundongos (SCHARTON e SCOTT, 1993; COOK et al, 2014; HAMILTON et al,

2016). Uma vez que as células NK são importantes na produção de IFN-γ e

influenciam o desenvolvimento de Th1, elas podem desempenhar um papel na

resistência e susceptibilidade à infecção por Leishmania (SCHARTON e SCOTT,

1993; AWASTHI et al, 2004).

As células NK participam da resposta imune inata contra a infecção por Leishmania,

mas o papel exato dessas células na defesa do hospedeiro ainda é uma questão em

discussão. Como já foi dito, essas células são uma importante fonte de IFN-γ com o

potencial de ativar mecanismos leishmanicidas em macrófagos infectados e

desencadear resposta do tipo 1 (SCHARTON e SCOTT, 1993; ARANHA et al, 2005).

Há também relatos que sugerem um papel direto das células NK no controle do

número de parasitas e no tamanho da lesão na leishmaniose cutânea experimental

(LAURENTI et al, 1999). Porém, poucos estudos discutem o papel das células NK no

controle da doença (ARANHA et al, 2005).

Já foi demonstrado que as células NK induzem a resposta protetora precoce mediada

por IFN-γ em camundongos C3H/HeN resistentes a infecção por L. major e possuem

atividade diminuída em camundongos BALB/c suscetíveis, sugerindo o possível papel

das células NK em resistência ou susceptibilidade do hospedeiro. Além disso, uma

marcada exacerbação da infecção foi encontrada em camudongos C57BL/6 com

células NK depletadas nas primeiras duas semanas de infecção, com menor produção

de IFN-γ (SCHARTON e SCOTT, 1993). Tratamento com poli I:C para ativar a célula

NK in vivo em camundongos BALB/c, que são suscetíveis a infecção por L. major,

levou a sintomas mais leves e a uma carga parasitária significativamente menor no

início da infecção, além de induzir à maior produção de IFN-γ (AWASTHI et al, 2004).

Foi visto ainda que o papel protetor da célula NK em camundongos C57BL/6,

resistentes a doença, foi perdido ao se neutralizar a IL-12 do meio (SCHARTON-

KERSTEN et al, 1995).

A depleção de células NK ou a neutralização de IFN-γ em camundongos C57BL/6

antes da infecção levaram a uma rápida dispersão de parasitas com cinética

semelhante à observada em animais suscetíveis (LASKAY et al, 1995). Todas essas

observações sugeriram que células NK são participantes ativos na fase não específica

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ou fase celular pré-T da imunidade contra a infecção por Leishmania e no controle da

multiplicação parasitária no início da infecção em camundongos (AWASTHI et al,

2004).

Dados evidenciaram a capacidade das células NK in vitro de eliminarem

promastigotas de Leishmania (ARANHA et al, 2005; LIEKE et al., 2011). A incubação

de células NK com promastigotas de Leishmania leva também a um impacto drástico

na expressão de certos receptores de superfície na célula NK, como CD16, enquanto

outros permanecem inalterados, como NKG2D. Além disso, células NK co-cultivadas

com promastigotas de Leishmania exibiram uma diminuição da sua atividade citolítica

geral em comparação com células NK não expostas, uma inibição que não depende

da perda de expressão de receptores (LIEKE et al., 2008). Esses resultados

confirmam a habilidade das células NK para matar promastigotas de Leishmania antes

que estes parasitas sejam fagocitados (LIEKE et al., 2008).

A IL-12 estimula células NK a produzirem IFN-γ e pode, desta forma, ajudar a ativar

macrófagos infectados durante fases iniciais da infecção. Camundongos susceptíveis

à Leishmania produzem baixas quantidades de IL-12, enquanto os resistentes

produzem quantidades maiores desta citocina. A administração de IL-12 a

camundongos susceptíveis conduz a uma redução na carga de parasitas, ao aumento

da produção de IFN-γ e à redução da produção de IL-4. Além disso, a administração

de anticorpo anti-IL-12 conduz a um aumento da carga parasitária, mesmo em

camundongos resistentes, presumivelmente através de uma redução na produção de

IFN-γ. Assim, as células NK podem ser um componente crucial para impulsionar a

resposta imune celular do tipo Th1, por meio da secreção de IFN-γ em resposta à

produção de IL-12 (SYPEK et al, 1993; AFONSO et al, 1994; ARANHA et al, 2005).

As células NK podem também ser ativadas após a ligação de receptores do tipo Toll

2 ao lipofosfoglicano (LPG) de Leishmania (FERNÁNDEZ-FIGUEROA et al, 2016).

Já está claro que a geração de imunidade protetora de longa duração contra uma

infecção requer interações coordenadas entre respostas imunes inatas e adaptativas

e entre as DC e células NK, dois componentes principais no sistema imunológico inato

(FEHNIGER et al, 2003). As interações entre DC e células NK podem resultar em

ativação celular, maturação e produção de citocinas por ambos os tipos de células,

esta cooperação desempenha um papel crítico nas defesas iniciais contra câncer e

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23

infecções virais. A ativação de DC por células NK pode ocorrer tanto através do

contato celular quanto através de fatores solúveis. O papel da interação entre DC-NK

na infecção por Leishmania permanece pouco compreendido, embora estudos

sugiram a participação de células NK no controle da infecção em humanos e em

modelo murino (SANABRIA et al, 2008).

Em humanos, uma inibição importante da célula NK com expressão reduzida de genes

que levam a produção de TNF-α, IFN-γ e receptores do tipo Toll 2 já foi identificada

em pacientes com leishmaniose cutânea difusa infectados por L. mexicana. Foi visto

também que genes importantes envolvidos na resposta imune inata à leishmaniose

são regulados negativamente em células NK de pacientes com leishmaniose cutânea

difusa, particularmente receptores do tipo Toll. Esta regulação mostrou-se

independente de LPG (FERNÁNDEZ-FIGUEROA et al, 2016).

1.6. Sinalização purinérgica e resposta imune a leishmaniose tegumentar

ATP e outros nucleotídeos e nucleosídeos são encontrados em todos os sistemas de

órgãos de animais onde produzem efeitos tanto por mecanismos intracelulares quanto

extracelulares. O ATP intracelular é utilizado principalmente para impulsionar

processos que requerem energia, como transporte ativo, motilidade celular e

biossíntese, enquanto o ATP extracelular é considerado uma molécula de sinalização

poderosa (YEGUTKIN, 2008).

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24

Figura 2: Metabolismo do ATP extracelular e ativação de receptores purinérgicos. Dano celular e

morte podem levar a liberação de ATP pela célula (1). O ATP extracelular estimula receptores P2X e

P2Y (2). O ATP extracelular é hidrolisado até AMP pela CD39 (3) e o AMP hidrolisado até adenosina

pela CD73 (4). A adenosina estimula os receptores do tipo P1 (5). A adenosina é neutralizada a inosina

pela enzima adenosina deaminase (ADA) (6). A adenosina e a inosina podem ser recicladas a partir da

captação por transportadores (7). (Fonte: FERRARI et al, 2015 – Adaptada)

O ATP pode ser liberado para o meio extracelular de vários modos, um deles é dano

celular e morte. Células necróticas e apoptóticas liberam ATP e outros nucleotídeos

que, assim, constituem "sinais de perigo" ou padrão molecular associado a dano

(DAMP). O ATP também pode ser liberado por estimulação mecânica, hipoxia ou

invasão de patógenos, mesmo na ausência de morte celular (BURNSTOCK e

BOEYNAEMS, 2014).

Uma vez nos fluidos extracelulares, os nucleotídeos são rapidamente degradados por

uma variedade de ectonucleotidases. Ectonucleosídeo trifosfato difosfohidrolases

(ENTPDases) como o CD39 degradam ATP em adenosina 5'-difosfato (ADP) e ADP

em adenosina monofosfato (AMP), e 5'-nucleotidase/CD73 converte AMP em

adenosina. Os receptores para nucleotídeos extracelulares e seus produtos de

degradação, como a adenosina, foram caracterizados progressivamente. A

subdivisão de receptores purinérgicos entre P1 (adenosina) e P2 (ATP, ADP) foi

proposta por Burnstock em 1978. Uma subdivisão adicional dos receptores P2 entre

P2Y e P2X foi feita em 1985 (BURNSTOCK, 2007).

(1)

(2)

(3)

(5)

(6)

(7)

(4)

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25

A adenosina se acumula em resposta a inflamação e isquemia. Existem vários meios

pelos quais a adenosina é produzida, começando pelo metabolismo do ATP, ADP e

AMP intracelulares pela ação de nucleotidases citoplasmáticas. Em segundo lugar,

ela pode ser gerada por adenosil homocisteinase. Finalmente, a adenosina pode ser

gerada extracelularmente a partir de ATP, ADP e AMP através da ação combinada de

ecto-nucleotidases. As concentrações de adenosina também são influenciadas pela

adenosina desaminase (ADA), uma enzima da via de resgate de purina que degrada

a adenosina à inosina, e à adenosina quinase, que fosforila a adenosina ao AMP

(ERNST et al, 2010).

A adenosina se liga à receptores P1 para exercer as suas funções. Existem quatro

subtipos de receptores de adenosina conhecidos e que são codificados por genes

separados. O receptor A2a é um receptor acoplado à proteína Gs de alta afinidade

que estimula diretamente a adenilato ciclase, aumentando os níveis intracelulares de

AMPc. Os eventos intracelulares que ocorrem em seguida a esta estimulação incluem

a ativação de sensores de AMPc, como a proteína quinase dependente de AMPc

(PKA). O receptor A2a é expresso por diferentes células inflamatórias, incluindo

neutrófilos, células apresentadoras de antígenos e células T e B e, em geral, confere

um perfil anti-inflamatório, sendo os mais expressos nas células do sistema

imunológico (DRYGIANNAKIS et al, 2011).

O A2b é um receptor de baixa afinidade que parece estar ausente nas células T

periféricas e mucosas. Este receptor pode ser acoplado a duas proteínas G diferentes:

Gs e Gq. A proteina Gs ativa a adenilato ciclase, levando a formação de AMPc e a

proteina Gq, que ativa a enzima fosfolipase C, levando a formação de outros segundos

mensageiros. O A2b é o subtipo mais proeminente em células dendríticas após a

maturação in vitro usando GM-CSF e IL-4, mas a expressão de subtipos de receptores

de adenosina é modificada por vários fatores, incluindo o estimulo por LPS

(DRYGIANNAKIS et al, 2011).

Os outros dois receptores do tipo P1 são chamados de A1 e A3, e estão geralmente

associados a regulação dos receptores A2a e A2b (CEKIC e LINDEN, 2016).

Os nucleotídeos extracelulares e a adenosina exercem uma variedade de efeitos em

subconjuntos distintos de células imunes. Essas ações podem ser tanto

estimuladoras, associadas ao ATP, quanto inibidoras, causadas pela adenosina. Isso

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26

é consistente com o papel do ATP como sinal de perigo, estimulando a resposta imune

após lesão, mas modula essa resposta quando ela se torna excessiva, através da

formação de adenosina (BURNSTOCK e BOEYNAEMS, 2014; CEKIC e LINDEN,

2016).

O ATP age nos neutrófilos aumentando a sua atração por sinais quimiotácticos

através do receptor P2Y2, e a adenosina, age através de receptores A3 desta célula,

estimulando a sua migração. Além disso, o ATP e a adenosina têm efeitos opostos na

produção de espécies reativas de oxigênio nos neutrófilos, o ATP leva ao aumento da

produção de ROS em neutrófilos, enquanto a adenosina leva a inibição da produção.

O receptor P2Y2 também está envolvido no recrutamento de eosinófilos no pulmão

durante a inflamação alérgica (CHEN et al, 2004; GRASSI, 2010).

O ATP liberado de células apoptóticas constitui um sinal de perigo que atrai monócitos

e macrófagos, uma ação mediada pelo receptor P2Y2. Através do receptor P2X7, o

ATP estimula a ativação do inflamasomo NLRP3 e a secreção de IL-1β por

macrófagos, estimulando sua ativação e podendo levar a sua apoptose (PETROVSKI

et al, 2011). O ADP que atua no receptor P2Y12 estimulando a migração de

macrófagos e o UDP que atua no receptor P2Y6 estimulando sua atividade fagocítica.

ADP e UDP têm, portanto, uma ação complementar de “find-me” e “eat-me”,

respectivamente, envolvendo uma cooperação entre dois diferentes subtipos de

receptores P2Y (HASKÓ e PACHER, 2012; BURNSTOCK e BOEYNAEMS, 2014;

CEKIC e LINDEN, 2016). Já a adenosina tem um papel anti-inflamatório nos

macrófagos, agindo no receptor A2a e levando a diminuição da liberação de TNF-α

(EZEAMUZIE e KHAN, 2007).

O ATP pode exercer um efeito estimulador nas DC por meio da ativação do receptor

P2X7. Mas também pode ativar o receptor P2Y11 que leva a um estado de semi-

maturação caracterizado pela regulação positiva de moléculas co-estimuladoras e

pela inibição de IL-12, o que prejudica a resposta Th1 e favorece a tolerância ou uma

resposta Th2. O equilíbrio entre esses efeitos opostos de sinalização purinérgica

depende da quantidade de ATP liberada e o tempo de exposição da célula (FERRARI

et al, 2007; BURNSTOCK e BOEYNAEMS, 2014; CEKIC e LINDEN, 2016). A

adenosina exerce efeitos complexos em DC prejudicando a polarização Th1 e

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favorecendo Th2 (CHARLLIER et al, 2011), mas também favorece o desenvolvimento

de células Th17 (WILSON et al, 2011).

A liberação de ATP através de canais de pannexina ou exocitose vesicular amplifica

de forma autócrina a ativação mediada por TCR de linfócitos T. Esta amplificação é

mediada pelos receptores P2X1, P2X4 e P2X7. Por outro lado, as células Treg

expressam uma grande quantidade de ectonucleotidases CD39 e CD73 que

sequencialmente convertem ATP em AMP e adenosina, que se liga aos receptores

A2a em células T efetoras e suprimem sua função (GESSI et al, 2007; BURNSTOCK

e BOEYNAEMS, 2014; CEKIC e LINDEN, 2016).

Priebe e colaboradores (1990), demonstraram a ação de análogos de adenosina na

modulação da resposta de células NK tanto em modelo humano quanto murino, e

suspeitaram, mesmo sem haver a demonstração da presença dos receptores de

adenosina na superfície da célula NK, que esta ação seria mediada por receptores A1

e A2, levando ao seu estímulo e inibição, respectivamente. Esta suposição se dava

ao fato de que conseguiam imitar o efeito dos análogos de adenosina com agonistas

destes receptores e bloquear parcialmente este efeito com o uso de inibidores.

Estudos mostraram um papel central para os receptores A2a no efeito inibitório da

adenosina na atividade citotóxica das células NK (RASKOVALOVA et al, 2005). A

ativação desse subtipo de receptor resultou na inibição da lise mediada por perforina

e ligante CD95 (CD95L, também conhecida como FASL) de células tumorais por

células NK e na supressão da produção de citocinas pró-inflamatórias, como IFN-γ,

IL-2, TNF; fatores de crescimento, como o GM-CSF e proteína inflamatória de

macrófagos (MIP)-1α (LOKSHIN et al, 2006). Foi demonstrado que a adenosina inibe

a função das células NK interferindo no processo de exocitose dos grânulos e

reduzindo a capacidade das células NK para aderir à células neoplásicas via

receptores A2a (ANTONIOLI et al, 2013).

Devido à sua incapacidade de realizar a síntese “de novo” de purinas, os parasitas do

gênero Leishmania precisam obter purinas extracelulares para alimentar a via de

salvação de purinas para a síntese de nucleotídeos. Isto é conseguido através da ação

de enzimas extracelulares, entre elas, a ecto-nucleosídeo trifosfato difosfoidrolase (E-

NTPDase ou apirase) que hidrolisará ATP para ADP e depois para AMP e 5’-

nucleotidase monofosfato fosfohidrolase (5’-nucleotidase ou 5’- NT), que produz

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adenosina, removendo o grupo fosfato da AMP. A adenosina é então internalizada

através de transportadores específicos (PERES-SAMPAIO et al, 2001; LANDFEAR et

al, 2004; PINHEIRO et al, 2006).

Vários fatores de virulência foram associados ao estabelecimento da infecção por

Leishmania, incluindo LPG, gp63 e outras proteases. Esses fatores estão envolvidos

no estabelecimento do parasitismo intracelular, bem como na inibição da resposta

imune do hospedeiro (CHANG e MCGWIRE, 2002). Os componentes da via do

metabolismo do ATP extracelular são candidatos emergentes para determinar a

virulência desses parasitas, uma vez que o ATP e a adenosina, são capazes de

influenciar a resposta imunológica do hospedeiro e, consequentemente, o

estabelecimento do parasita (DE SOUZA et al, 2010; GUIMARÃES-COSTA et al,

2014; CEKIC e LINDEN, 2016).

A ação combinada das ecto-nucleotidases das promastigotas pode contribuir para o

atraso na resposta imune, tanto pela diminuição da concentração extracelular de ATP

quanto pelo aumento dos níveis de adenosina extracelular. Demonstrou-se que a

hidrólise de ATP e ADP extracelular por ecto-NTPDases reduz a concentração desses

nucleotídeos diminuindo a ativação de receptores P2 que são estimuladores

importantes do sistema imunológico. Além disso, o aumento subsequente na

concentração de adenosina pode aumentar a estimulação dos receptores P1,

especialmente os receptores A2a e A2b, o que gera uma resposta imunossupressora

(MARQUES-DA-SILVA et al, 2008; GOMES et al, 2015).

Estudos sugerem que a adenosina tem um papel importante durante a infecção por

Leishmania. A inoculação de adenosina em conjunto com promastigotas de L.

braziliensis causa aumento do tamanho da lesão e parasitismo e também atraso na

resolução da lesão (MARQUES-DA-SILVA et al, 2008). Além disso, a adição de

adenosina ao meio de cultura de promastigotas de L. amazonensis diminui a atividade

ecto-nucleotidásica do parasita que se correlaciona com a diminuição do tamanho da

lesão e parasitismo (DE SOUZA et al, 2010).

Já foi demonstrado que as promastigotas de L. amazonensis apresentam uma

atividade ecto-nucleotidásica que se correlaciona com a virulência da espécie (MAIOLI

et al, 2004; MARQUES-DA-SILVA et al, 2008). Além disso, L. amazonensis leva ao

aumento da expressão de CD39 e CD73 na superfície de DC, e controla tanto a sua

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maturação como sua produção de citocinas (FIGUEIREDO et al, 2012; FIGUEIREDO

et al, 2017).

A L. amazonensis é capaz de induzir uma supressão da resposta imune em animais

infectados (JONES et al, 2002). O aumento da concentração de ATP extracelular,

causado por danos aos tecidos, induz a produção de citocinas inflamatórias, como IL-

12 e TNF-α. Para evitar uma reação inflamatória excessiva, as células de vários

tecidos possuem ecto-enzimas capazes de degradar os nucleotídeos de adenosina,

como CD39 e CD73. CD39 hidroliza ATP via ADP em AMP, que é então convertido

em adenosina por CD73. A adenosina, ao contrário do ATP, demonstrou diminuir a

produção de citocinas inflamatórias e aumentar a liberação de IL-10 por macrófagos

(GODING E HOWARD, 1998). É possível então, que L. amazonensis use este

aumento da produção de adenosina no meio extracelular como mecanismo de

modulação da resposta imunológica, favorecendo assim o estabelecimento da

infecção.

Considerando que a L. amazonensis possui a capacidade de aumentar a expressão

de enzimas que degradam o ATP à adenosina nas DC, aumentando assim a sua

concentração no organismo durante a infecção, nossa hipótese é que esta adenosina

estaria agindo nos receptores A2a das células NK, sendo assim um possível

mecanismo de inibição do sistema imune por este parasito.

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2. Objetivo

2.1. Objetivo geral

Avaliar o papel dos receptores de adenosina A2a e A2b na resposta de células NK

durante a infecção por L. amazonensis.

2.2. Objetivos específicos:

Avaliar a expressão dos receptores de adenosina em células NK durante a infecção

por L. amazonensis.

Avaliar o papel de receptores de adenosina de células NK na produção de citocinas e

parasitismo em DC infectadas por L. amazonensis in vitro.

Avaliar o papel de receptores de adenosina de células NK em relação ao acúmulo

dessas células e produção de citocinas em linfonodos de camundongos C57BL/6

infectados por L. amazonensis.

Avaliar o papel de receptores de adenosina de células NK na diferenciação de células

Th1 em camundongos C57BL/6 infectados por L. amazonensis.

Page 34: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

31

3. Material e métodos

3.1. Animais experimentais

Camundongos C57BL/6 com idade média entre quatro e oito semanas, foram obtidos

do Centro de Ciência Animal da Universidade Federal de Ouro Preto, onde receberam

água e alimentação ad libidum. Todos os procedimentos aos quais os animais foram

submetidos foram aprovados pela Comissão de ética no uso de animais da UFOP,

registrado sob o número de protocolo 2015/62 (Anexo 1).

3.2. Parasitos

Promastigotas de Leishmania (Leishmania) amazonensis, cepa PH8

(IFLA/BR/67/PH8) foram cultivadas a 25 °C, em meio Grace (Sigma Aldrich Inc, St.

Louis, MO, USA) suplementado com 10 % de soro fetal bovino (SFB – LGC

Biotecnologia, Cotia, SP, Brasil), 2 mM de L-glutamina (Sigma Aldrich Inc) e 100 U/mL

de penicilina, pH 6,5. Promastigotas metacíclicas foram obtidas utilizando-se o

protocolo descrito por Späth e Beverley (2001) e adaptado e modificado por Marques-

da-Silva e cols (2008). As culturas foram lavadas duas vezes com salina tamponada

com fosfato (PBS) por meio de centrifugação a 1540 x g, a 4°C, por 10 min, foram

então ressuspendidas em DMEM (Sigma Aldrich Inc), pH 7.2, e distribuídas em tubos

de fundo cônico. Sob esta suspensão foi adicionado 2mL de Ficoll 10% (Sigma

Aldrich) e o gradiente formado foi centrifugado a 1070 x g, a 25°C, por 15 min. O

sobrenadante enriquecido de formas promastigotas metacíclicas foi coletado e

novamente lavado duas vezes com PBS.

Para os experimentos in vitro de co-cultura as formas promastigotas metacíclicas

foram ressuspendidas em meio RPMI1640 (Sigma Aldrich) suplementado com 10 %

de soro fetal bovino (SFB – LGC Biotecnologia, Cotia, SP, Brasil), 2 mM de L-

glutamina (Sigma Aldrich), 100 U/mL de penicilina e β-mercaptoetanol (Pharmacia

Biotech AB, Uppsala, Suécia) 50μM, pH 7,2. Para os experimentos de microscopia de

fluorescência as promastigotas metacíclicas foram ressuspendidas em PBS/ 5% SFB,

pH7,2, e incubadas com éster de succinimidil-carboxifluoresceína (CFSE - Sigma

Aldrich), 5μM, a 37°C, por 10min, ao abrigo da luz. Após o tempo de marcação os

parasitas foram lavados duas vezes com PBS.

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32

3.3. Infecção de animais experimentais

Camundongos C57BL/6 foram inoculados em ambas as orelhas, por via intradérmica,

com 1 x 103 promastigotas metacíclicas de L. amazonensis suspensas em PBS, pH

7,2, em um volume de 10 μL por orelha. Os animais haviam sido tratados, uma hora

antes do inóculo, por via intraperitoneal, com soluções dos inibidores dos receptores

de adenosina SCH 58261 (Sigma Aldrich), inibidor do receptor A2a, PSB1115 (Sigma

Aldrich), inibidor do receptor A2b, ambos ou com o veículo utilizado (PBS 2% DMSO).

Após um, três ou sete dias animais foram eutanasiados para a retirada dos linfonodos

drenantes da orelha. Foram utilizados quatro animais por grupo experimental.

3.4. Obtenção de DC derivadas de medula óssea

As DC foram diferenciadas a partir de células da medula óssea, como previamente

descrito (LUTZ et al., 1999). Fêmures e tíbias de camundongo C57BL/6 foram

retirados e os ossos foram imersos em álcool 70°GL por 2 minutos. Após este tempo,

os ossos foram imersos em PBS / 5% SFB, pH 7,2. Cortaram-se as duas epífises e 5

mL de PBS / 5% SFB, pH 7,2, foi injetado pela extremidade para a retirada da medula.

A suspensão de células foi homogeneizada e centrifugada a 210 x g / 4°C por 10

minutos. As células foram ressuspendidas em meio RPMI-1640 (SigmaAldrich)

suplementado com 10% de SFB, L-glutamina 2 mM, penicilina G 100 U/mL e β-

mercaptoetanol (Pharmacia Biotech AB, Uppsala, Suécia) 50 µM, pH 7,2. A

concentração de células foi ajustada para 3 x 105 células/mL, e as células foram

colocadas em placas de Petri e incubadas a 37°C / 5% CO2. O GM-CSF (ImmunoTools

GmbH, Germany) foi adicionado a cada placa nos dias 0, 3, 6 e 8, a uma concentração

de 4 ng/mL. No 9° dia as células não aderentes foram coletadas.

3.5. Purificação de células NK

Camundongos C56BL/6 foram eutanasiados por deslocamento cervical e

mergulhados em álcool 70°GL. Os baços foram retirados e colocados em tubo de

fundo cônico de 15 mL contendo cerca de 2mL de meio de lavagem e mantidos em

gelo. Os baços foram macerados com auxílio de macerador de vidro. As células foram

centrifugadas a 210 x g / 4°C por 10 min. O sobrenadante foi descartado e o pellet foi

ressuspendido em 5 mL de solução de lise composta por 10mM 2-Amino-2-

(hydroxymethyl)-1,3-propanediol / 140mM Cloreto de amônio por 2 minutos e em

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33

seguida lavado com meio de lavagem. A separação das células Natural Killer foi então

realizada utilizando o Kit de separação NK Cell Isolation Kit II, mouse (Miltenyi Biotec.),

cujo protocolo foi adaptado para melhor rendimento de células. As células foram

lavadas duas vezes com PBS, a concentração de células foi determinada, e as células

foram ressuspendidas em tampão PBS / 2mM EDTA/ 0,5% BSA, utilizando-se 40μL

para cada 107 células. Em seguida 10 µL do NK Cell Biotin-Antibody Cocktail foi

adicionado para cada 10⁷ células, e estas células foram incubadas em geladeira, ao

abrigo de luz, por 15 minutos. As células foram então lavadas com 2mL de tampão

para cada 10⁷ células e ressuspendidas em 80 µL tampão por 10⁷ células. Em seguida

20 µL de Anti-Biotin MicroBeads foi adicionado para cada 10⁷ células, e foram

incubadas por 15 minutos, em geladeira, ao abrigo de luz. O volume foi acertado para

500 µL por 10⁷ células no mesmo tampão e procedeu-se então a separação

magnética. Colunas MS foram encaixadas no campo magnético do separador para

MACS e 500 µL de suspensão de células foi adicionado por vez na coluna. As células

que passaram pela coluna foram coletadas e a coluna foi lavada uma vez, utilizando

500 µL de tampão, que também foi coletado. As colunas foram retiradas do campo

magnético e as células ligadas foram retiradas com auxílio de embolo e de 1mL de

tampão e em seguida descartadas. As células NK purificadas foram lavadas com PBS

e ressuspendidas no meio apropriado. O perfil de células obtidas pode ser visto na

figura 3. A citometria de fluxo para caracterização destas células foi feita utilizando-se

anticorpos específicos para célula NK (NK1.1 e CD49b). Conseguimos observar um

percentual de pureza de 78.7% quando se analisam as células marcadas

positivamente para NK1.1, 81.52% de pureza quando se analisam as células

marcadas para CD49b e 76.9% quando se consideram ambas as marcações. Dentro

das células negativas, 27.4% são CD3+ e 11,2% são CD4+, ou 4.57% e 1.87% do

total de células, respectivamente. Foram encontradas ainda 2.34% de células

marcadas positivamente para F4/80 e 10.34% para MHCII.

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34

Figura 3: Obtenção de células NK purificadas de baço de camundongo C57BL/6. Células NK foram

purificadas de baço de camundongo C57BL/6 por meio de MACS. Foi feita a citometria de fluxo após marcação com anticorpos Anti-mouse NK1.1, CD49b, CD4, CD3, MHCII e F4/80 e analise com programa Flowjo.

3.6. Co-culturas

As co-culturas foram feitas através de adaptação do método descrito por Sanabria e

colaboradores, (2008). As DC derivadas de medula óssea foram adicionadas a placas

de 24 poços, contendo lamínulas revestidas com 100 µg/mL de poli-L-lisina

(SigmaAldrich), em meio RPMI-1640 (SigmaAldrich) suplementado com 10% de SFB,

L-glutamina 2 mM, penicilina G 100 U/mL e β-mercaptoetanol (Pharmacia Biotech AB,

Uppsala, Suécia) 50 µM, pH 7,2. As células foram infectadas com L. amazonensis

numa proporção de 3 parasitos por DC por 3 horas a 33°C / 5% CO2, na presença ou

ausência dos inibidores dos receptores de adenosina SCH 58261 (Sigma Aldrich),

PSB1115 (Sigma Aldrich) e grupo controle positivo contendo IL-12 a 100pg/mL. A

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proporção de DC e células NK foi equivalente. A cultura foi mantida por 48h à 37°C /

5% CO2. O sobrenadante foi então coletado e armazenado à -20°C até o momento da

dosagem de citocinas. As lamínulas foram utilizadas para a realização da contagem

de células infectadas.

3.7. Taxa de infecção

Lamínulas utilizadas durante os experimentos de co-cultura foram fixadas com

Metanol por 2 minutos. Após a fixação foram coradas com solução de Giemsa por 10

minutos, lavadas e fixadas em lâminas utilizando-se Entellan como meio de

montagem. Após a completa secagem do meio de montagem, fez-se a contagem de

cerca de 200 células em microscópio óptico em objetiva de imersão com aumento de

100X.

3.8. Cultivo e estimulação das células de linfonodo

Após um dia de infecção os animais foram submetidos à eutanásia e tiveram os

linfonodos drenantes da orelha coletados. Os linfonodos foram processados em

macerador de tecidos de vidro. A suspensão celular obtida teve sua concentração

ajustada para 5 x 106 células/mL, em meio de cultura completo para células e tecidos

(CTCM), composto por DMEM suplementado com 10 % de SFB (LGC Biotecnologia),

2 mM de L-glutamina (Sigma Aldrich Inc.), 100 U/mL de penicilina, 50μM β-

mercaptoetanol e 25 mM de HEPES (Sigma Aldrich), pH7,2. 2,5 x 106 células foi

distribuída em placas de 48 poços e estimulada com 25 μg/mL de antígeno particulado

de Leishmania amazonensis (AFONSO E SCOTT, 1993). O sobrenadante foi coletado

48 horas após a incubação a 37°C / 5% CO2 e armazenado a -20°C até o momento

da dosagem de citocinas. O restante das células foi utilizado para análise por

citometria de fluxo.

3.9. ELISA

Os sobrenadantes das culturas de células de linfonodos e das co-culturas foram

coletados e os níveis de IFN-γ foram dosados utilizando kit comercial (BD OptEIA, San

Diego, CA, EUA), que possui limite de detecção de 3pg/mL, seguindo instruções dos

fabricantes. Placas de 96 poços foram sensibilizadas com os anticorpos de captura

overnight, a 4°C; lavadas com PBS / 0,05% Tween 20 e secas em papel toalha.

Adicionaram-se o padrão e as amostras foram incubadas por 2 horas à temperatura

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36

ambiente. As placas foram novamente lavadas e foi adicionado o anticorpo de

detecção juntamente com o reagente enzimático, durante 1 hora à temperatura

ambiente. As placas foram lavadas e foram adicionados o substrato enzimático,

peróxido de hidrogênio, juntamente com o reagente de cor composto por ácido 2,2'-

azino-bis (3-etilbenzotiazolina-6-sulfônico) (ABTS – Sigma Aldrich) diluídos em

tampão citrato-fosfato 0,1 M, pH 4. Após 30 minutos de incubação a 37°C, a reação

foi interrompida com SDS 1%. A leitura das placas foi feita a 415 nm, utilizando o leitor

SpectraMax 340PC Molecular Devices e software SoftMax Pro 6 (Molecular Devices

Corporation, Sunnyvale, CA, EUA).

3.10. Citometria de fluxo

A concentração de células de linfonodo foi ajustada para 107 células/mL, em PBS /

1% albumina sérica bovina (BSA), pH 7,2. Foram separadas alíquotas de 25μL para

cada marcação desejada e nestas células foi realizado o bloqueio do receptor para

Fcγ com o anticorpo anti-CD16/CD32 de camundongo (produzido em nosso

laboratório), em uma diluição de 1:200, por 5 minutos. Após o bloqueio as células

foram incubadas com a combinação dos anticorpos de interesse para a marcação da

superfície celular a 4°C, por 30 minutos, ao abrigo da luz (FIGUEIREDO et al, 2012).

Para a marcação intracelular as células foram permeabilizadas utilizando reagentes

da linha BD Phosflow (BD Biosciences, San Diego, CA, EUA), seguindo instruções do

fabricante. As células foram fixadas com 0,5mL de Lyse / Fix buffer previamente

aquecido a 37°C. Foram homogeneizadas por inversão e incubadas por 12 minutos,

a 37°C. Foram em seguida lavadas com PBS, pH 7,2 e ressuspendidas em 0,5mL de

Stain buffer. Em seguida centrifugaram-se as suspensões de células, desfez-se o

pellet em vórtex e permeabilizaram-se as membranas adicionando 0,5mL de Perm

buffer III, previamente resfriado a -20°C, e as células foram incubadas por 30 minutos,

em gelo. Lavaram-se as células duas vezes com PBS, pH 7,2. Ajustou-se a

concentração de células novamente para 107 células/mL, em Stain buffer, e repetiram-

se as etapas de bloqueio e marcação com os anticorpos de interesse. As suspensões

foram centrifugadas e as células lavadas com PBS, pH 7,2 e ressuspendidas em Stain

buffer. As amostras foram analisadas no citômetro de fluxo BD FACSCaliburTM e a

aquisição de células realizada com o auxílio do programa BD CellQuestTM Pro. A

análise dos dados foi realizada utilizando o programa FlowJo. Os anticorpos utilizados

estão agrupados na tabela abaixo.

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Tabela 1: Anticorpos utilizados na realização da citometria de fluxo.

Anticorpo Clone Fabricante Isotipo

controle Fluorocromo

Concentração

de uso

(/106células)

Anti-mouse CD3ε 145-2C11 BioLegend Hamster IgG PE 0,25 μg

Anti-mouse CD4 RM4-5 eBiosciente Rat IgG2a FITC 0,025 μg

Anti-mouse CD49b DX5 eBioscience IgM APC 0,04 μg

Anti-mouse CD8 53-6.7 BD Pharmingen Rat IgG2a PE-Cy7 0,125 μg

Anti-mouse IFN-γ XMG1.2 eBioscience Rat IgG1 FITC 0,6 μg

Anti-mouse IL-10 JeS5-16E3 eBiosciente Rat IgG2b APC 0,125 μg

Anti-mouse MHC II M5/114.15.2 BD Pharmiingen Rat IgG2b Alexa Fluor 647 0,03

Anti-mouse NK1.1 PK136 eBioscience Mouse IgG2a PE-Cy7 0,04 μg

Fc Block anti-mouse

CD16/CD32 2.4G2 - Rat IgG2b - 0,5 μg

3.11. Microscopia de fluorescência

Células NK foram incubadas com L. amazonensis em placas de 48 poços contendo

lamínulas revestidas com poli-L-lisina. Após o período de infecção, retirou-se todo o

meio de cultura e os poços foram lavados três vezes com PBS, pH 7,2. As células

foram fixadas com PBS pH 7,2 / 4% formaldeído durante 15 minutos, à temperatura

ambiente, e após este tempo os poços foram novamente lavados com PBS. As

membranas celulares foram permeabilizadas, durante 10 minutos, com a adição de

PBS pH 7,2 / 0,2% Triton X-100, à temperatura ambiente e lavadas novamente com

PBS. O bloqueio foi feito em seguida, adicionando-se a solução PBS pH 7,2 / 3% BSA

/ 5% soro de jumento (Sigma Aldrich) por 1 hora, à temperatura ambiente, seguido de

lavagem dos poços. Os anticorpos de interesse foram adicionados, diluídos em PBS

pH 7,2 / 3% BSA, por 2 horas, à temperatura ambiente. Os poços foram lavados e foi

adicionado o anticorpo secundário, anti-IgG de coelho (Molecular Probes), conjugado

a Alexa Fluor 546 e diluídos 1:400 em PBS pH 7,2 / 3% BSA, por 1 hora, à temperatura

ambiente, ao abrigo da luz, e os poços foram novamente lavados. Em seguida foi feita

a marcação do núcleo, com solução de PBS pH 7,2 / 0,02% DAPI por 10 minutos, à

temperatura ambiente, ao abrigo da luz, e em seguida os poços foram lavados

(FIGUEIREDO, 2016). As lâminas foram então montadas com Fluorescence Mounting

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Medium (Dako, Carpinteria, CA, EUA), as preparações foram examinadas ao

microscópio de fluorescência Zeiss Imager Z2 equipado com câmera AxioCam HRm

e objetiva PlanApochromat 63x/1.40 Oil DIC M27, e as imagens adquiridas com o

auxílio do software AxioVision LE64 (Carl Zeiss Microscopy, Oberkochen, Alemanha).

As imagens foram analisadas utilizando o programa ImageJ 1.48v (NIH, Bethesda,

MD, EUA).

Os anticorpos utilizados foram: anticorpo de coelho anti-receptor de adenosina A2a

(Alomone Labs, Jerusalém, Israel), anticorpo de coelho anti-receptor de adenosina

A2b (Alomone Labs, Jerusalém, Israel), a uma diluição de 1:200.

3.12. Análise estatística

Os dados foram submetidos à análise estatística por two-way ANOVA ou one-way

ANOVA seguidas do pós-teste de bonferroni com auxílio do programa Prism 5.0

(GraphPad Software, La Jolla, CA, EUA). Valores de p inferiores a 0,05 foram

considerados estatisticamente significantes. (*) indica valor de p<0,05, (**) indica valor

de p<0,01 e (***) indica valor de p<0,001.

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39

4. Resultados e discussão

4.1. A presença de L. amazonensis altera o perfil de expressão do receptor de

adenosina A2a na célula NK

Em 1990, Priebe e colaboradores demonstraram a ação de análogos de adenosina

na modulação da resposta de células NK e desde então surgiram trabalhos

demonstrando esta ação e sua importância em diversos modelos. Porém, não existe

nenhum trabalho que de fato mostre a presença destes receptores na superfície da

célula e não apenas a sua ação.

Além disso, já foi mostrado que em pacientes com leishmaniose visceral existe um

aumento na quantidade de receptores A2b expressos em monócitos CD14+ durante

a fase ativa da doença, que retorna aos níveis normais após o sucesso do tratamento.

Resultados que foram repetidos in vitro utilizando-se infecção de monócitos com L.

donovani (VIJAYAMAHANTESH et al. 2016).

Com base nessas informações, e o comprovado papel da célula NK durante a infecção

por Leishmania, investigamos então a expressão dos receptores de adenosina (A2a

e A2b) na célula NK e o papel da infecção por L. amazonensis na modulação da

expressão destes receptores (Figura 4).

Conseguimos, por meio de microscopia de fluorescência, comprovar a presença de

ambos os receptores de adenosina na superfície da célula NK (Figura 4: a, b).

Provamos ainda que o cultivo com L. amazonensis leva a um aumento da expressão

do receptor A2a na superfície da célula NK ao medirmos as intensidades de

fluorescência média (Figura 4e), mínima (Figura 4f) e máxima (Figura 4g) emitidas.

Conseguimos observar ainda que a área da superfície celular não é alterada com a

presença da L. amazonensis no meio (Figura 4d).

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Figura 4: Expressão dos receptores A2a e A2b na célula NK de camundongos C57BL/6 na presença de L. amazonensis.

(Continuação e legenda na próxima página)

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Figura 4: Expressão dos receptores A2a e A2b na célula NK de camundongos C57BL/6 na presença de L. amazonensis. A expressão dos receptores A2a e A2b (a,b) foi analisada na ausência (a) ou presença (b) de L. amazonensis marcada com CFSE (verde), por microscopia de fluorescência. Os grupos foram marcados com Anticorpo anti A2a ou A2b (vermelho) e DAPI (azul). Foram dosadas as intensidades de fluorescência média (e), mínima (f) e máxima (g), além da área da célula (d). São apresentados os desvios padrões da média de dois experimentos independentes. One-way ANOVA. (***) indica valor de p<0,001.

Estudos já demonstraram a capacidade de L. amazonensis de modular a expressão

de receptores P2Y2 e P2Y4 em macrófagos infectados, podendo induzir a apoptose

mediada por UTP (MARQUES-DA-SILVA et al, 2011), mecanismo que pode ser

utilizado para evasão do sistema imunológico. Já foi visto ainda que a L. amazonensis

tem a capacidade de aumentar a expressão das enzimas CD39 e CD73 na superfície

de DC, o que pode levar ao aumento da concentração de adenosina no ambiente com

consequente modulação da resposta imune (FIGUEIREDO et al, 2012).

Em estudos realizados com diferentes modelos de células tumorais, foi provado o

aumento da expressão de CD39 e CD73 nestas células, levando ao aumento da

concentração de adenosina no ambiente. Esta adenosina formada age nos receptores

A2a da célula NK levando a inibição da atividade citotóxica desta célula, impedindo

assim o combate às células tumorais (BEAVIS et al, 2013; CEKIC et al, 2014;

HATFIELD e SITKOVSKY, 2016).

f)

e)

d)

g)

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42

Considerando que a ativação dos receptores do tipo A2, presentes na célula NK,

podem levar a inibição desta célula (PRIBE et al, 1990), suprimindo a produção de

citocinas pró-inflamatórias como IFN-γ e TNF-α e a sua ação citolítica (LOKSHIN et

al, 2006), podemos supor que o aumento na expressão do receptor de adenosina A2a

na superfície da célula NK após a infecção por L. amazonensis tenha um papel

importante durante o estabelecimento da infecção. Passamos então a investigar o

papel deste receptor in vitro e in vivo durante a infecção por L. amazonensis.

4.2. A inibição do receptor A2a altera o perfil de produção de IFN-γ por células

NK co-cultivadas com DC e infectadas por L. amazonensis

Para a realização dos experimentos de co-cultura, precisamos definir a dosagem mais

adequada dos inibidores dos receptores de adenosina que seriam utilizadas. Para o

receptor A2a foi escolhido o antagonista SCH58261 e para o receptor A2b foi

escolhido o inibidor PSB1115, ambos da Sigma-Aldrich, e com extensa literatura

comprovando a sua eficácia e seletividade (FRICK et al, 2009; BEAVIS et al, 2013;

ANTONIOLI et al, 2014; YOUNG et al, 2016). Os inibidores foram adicionados as co-

culturas de células NK e DC, infectadas com L. amazonensis, em concentrações

crescentes (0,1, 0,5, 1, 5, 10 e 50μM). Foi utilizado 100pg/mL de IL-12 como controle

positivo, visto que esta citocina tem a capacidade de ativar as células NK a produzir

IFN-γ (Figura 5).

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0

25

50

75

100

125500

1000

IFN

- p

g/m

L

NK X X X X X X X X X X X X X X X X X

DC X X X X X X X X X X X X X X X X X

La X X X X X X X X X X X X X X

SCH μM 0,1 0,5 1 5 10 50

PSB μM 0,1 0,5 1 5 10 50

IL-12 X X

Figura 5: Teste de concentração dos inibidores dos receptores de adenosina, A2a e A2b. O IFN-γ foi dosado através de ELISA em sobrenadante de co-cultura de células NK e DC, infectadas por L. amazonensis e na presença de concentrações crescentes de inibidores seletivos dos receptores de adenosina A2a (SCH58261) e A2b (PSB1115) após 48 horas. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes.

Com a realização deste experimento pudemos notar que ao adicionarmos diferentes

concentrações dos inibidores conseguíamos diferentes produções de IFN-γ, indicando

uma ação dose-dependente. Efeito que foi observado para ambos os inibidores. Após

a realização deste experimento e com os dados obtidos, escolhemos trabalhar com

as concentrações de 1μM para o inibidor de A2a (SCH58261) e 5μM para o inibidor

de A2b (PSB1115).

Seguimos então com a realização dos experimentos de infecção in vitro com os

resultados representados na Figura 6. Neste momento, utilizando-se a concentração

escolhida anteriormente, os inibidores foram adicionados separadamente ou em

conjunto em co-culturas de células NK e DC, infectadas com L. amazonensis. Em

seguida estas culturas foram incubadas por 48h à 37°C e 5% de CO2 e após este

tempo o sobrenadante foi coletado e a quantidade de IFN-γ foi dosada por ELISA.

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44

Figura 6: Produção de IFN-γ em co-culturas de células NK e DC durante a infecção por L. amazonensis na presença de inibidores seletivos dos receptores de adenosina A2a e A2b. O

IFN-γ foi dosado por de ELISA em sobrenadante de co-cultura de células NK e DC, infectadas por L. amazonensis na proporção de 3 parasitas por DC e na presença de inibidores seletivos dos receptores de adenosina A2a (SCH58261) e A2b (PSB1115) após 48 horas. Foram analisadas a concentração de IFN-γ no meio (a), a produção de IFN-γ em relação ao controle (b) e a produção de IFN-γ após estimulo com IL-12 (barras brancas) (c) e a porcentagem da produção de IFN-γ após estimulo com IL-12 (barras pretas) (c). São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes. One-way ANOVA. (*) indica valor de p<0,05.

Devido à variabilidade entre os experimentos não conseguimos encontrar uma relação

direta entre a média de produção de IFN-γ entre os grupos infectados na ausência ou

presença dos inibidores (Figura 6a), porém, quando olhamos a porcentagem de

produção de IFN-γ em relação ao grupo controle infectado (Figura 6b) podemos

observar um aumento significativo nesta produção no grupo que teve o receptor A2a

inibido.

Nos grupos estimulados com ambos os inibidores não houve aumento da produção

de IFN-γ, acreditamos que a perda do efeito gerado pela inibição do receptor A2a

a)

b)

c)

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45

individualmente seja devido a ação da adenosina em outros receptores, como o

receptor A3, considerando que os receptores A2a e A2b estão inibidos. Já foi descrito

que o receptor A3 tem a capacidade de inibir a produção de citocinas pró-

inflamatórias, como o IFN-γ (HASKO et al, 1998; LEE et al, 2011; ANTONIOLI et al,

2014).

Considerando a alta produção de IFN-γ no grupo infectado após a estimulação com

IL-12 (Figura 6c) podemos perceber que não há perda de função nos receptores para

esta citocina na célula NK durante a infecção por L. amazonensis, não sendo este o

motivo para a falta de ativação da célula NK durante a infecção.

Como dito anteriormente, o IFN-γ é uma citocina pró-inflamatória essencial para o

controle da leishmaniose e não é produzida em grande quantidade em modelos de

infecção por L. amazonensis (JONES et al, 2002), e a principal produtora desta

citocina no início de uma infecção é a célula NK (SCHARTON e SCOTT, 1993).

O receptor A2a é o principal alvo da adenosina expresso pelas células NK, e sua

ativação leva perda das suas funções como célula citolítica e produtora de citocinas

(DRYGIANNAKIS et al, 2011). Considerando que a inibição deste receptor durante a

infecção por L. amazonensis levou a restauração da função da célula NK como

produtora de IFN-γ (Figura 6b), podemos imaginar que a infecção por L. amazonensis

leve ao aumento da produção de adenosina e que esta adenosina ao agir nos

receptores A2a da célula NK faça com que esta célula perca a sua capacidade de

produzir citocinas pró-inflamatórias como o IFN-γ, impedindo assim, a formação de

uma resposta imunológica eficaz contra o parasita.

4.3. Inibição do receptor A2a leva à diminuição da taxa de infecção de DC em co-

culturas com NK e infectadas por L. amazonensis

Para sabermos se a inibição dos receptores de adenosina poderia influenciar no perfil

de infecção de DC co-cultivadas com células NK durante a infecção in vitro por L.

amazonensis, realizamos as co-culturas, na presença ou ausência dos inibidores de

adenosina como descrito anteriormente e após 48 horas as lamínulas foram retiradas

e coradas para a contagem do número de células infectadas ao microscópio (Figura

7).

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46

Figura 7: Taxa de infecção em co-culturas de células NK e DC durante a infecção por L.

amazonensis na presença de inibidores seletivos dos receptores de adenosina A2a e A2b. A taxa

de infecção de DC foi calculada após a contagem ao microscópio de laminas coradas com Giemsa de

co-culturas de células NK e DC, infectadas por L. amazonensis na proporção de 3 parasitos por DC, e

na presença de inibidores seletivos dos receptores de adenosina A2a (SCH58261) e A2b (PSB1115)

após 48 horas. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes.

One-way ANOVA. Os grupos foram comparados com o grupo controle. (*) indica valor de p<0,05 e (**)

indica valor de p<0,01.

Como podemos observar na figura 7 a porcentagem de células infectadas é

significativamente menor em todos os grupos tratados, quando se comparou com o

grupo controle infectado sem a presença do inibidor. Mais uma vez foi usada a citocina

IL-12 como controle positivo, devido ao seu papel conhecido de estimular a célula NK

e assim aumentar a concentração de IFN-γ no meio, levando a ativação das células

dendríticas. Observamos ainda, que a presença dos inibidores dos receptores de

adenosina em infecção de DC, na ausência da célula NK, não diminui a taxa de

infecção destas células (Dados não mostrados).

As DC são de extrema importância na resposta imunológica e para a conexão entre

as respostas imunológicas inata e adquirida, inclusive durante a infecção por

Leishmania (BRANDONISIO et al, 2004). Sua interação com as células NK leva a

ativação de ambas as células, tanto através do contato celular, como através de

fatores solúveis (SCHLEICHER et al, 2007; SANABRIA et al, 2008). Estudos já

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47

demonstraram que L. amazonensis controla a maturação e a produção de citocinas

das células dendriticas, impedindo assim que consiga exercer as suas funções na

imunidade no organismo (FAVALI et al, 2007; VASQUEZ et al, 2008; XIN et al, 2008;

FIGUEIREDO et al, 2012). Também já foi demonstrado que a adenosina atuando nos

receptores A2b das DC pode levar a diversos efeitos inibitórios nesta célula,

prejudicando a polarização Th1 e favorecendo Th2, além de favorecer o

desenvolvimento de células Th17 (PANTHER et al, 2001; PANTHER et al, 2003).

Já estão bem estabelecidas as funções das DC como célula fagocíticas e

apresentadoras de antígenos, porém a sua ação como célula microbicida ainda é

pouco clara. Porém diversos estudos já mostraram a ação da DC como produtora de

intermediários reativos de nitrogênio atuando no combate inicial de infecções, como

na infecção por Listeria monocytogenes (SERBINA et al, 2003; AUFFRAY et al, 2009;

SCHIMID et al, 2012). Além disso, Sanabria e colaboradores (2008) mostram que

células NK ativadas com IL-2 são capazes de produzir IFN-γ e levar a diminuição de

taxa de infecção de DC, infectadas com L. amazonensis, em co-culturas.

Considerando os resultados de diminuição da taxa de infecção tanto na presença do

inibidor do receptor A2a quanto A2b, podemos imaginar que a adenosina de fato tenha

um papel importante durante a infecção por L. amazonensis. Uma possibilidade é que

a adenosina presente no meio está se ligando ao receptor A2a da célula NK,

impedindo a produção de IFN-γ, e ao bloquearmos este receptor a célula NK consegue

ser ativada levando a produção de IFN-γ (Figura 6b) com consequente ativação das

DC e eliminação do parasita (Figura 7).

Além disso, a adenosina no meio pode se ligar no receptor A2b da DC inibindo as

suas funções, e ao utilizarmos um inibidor do receptor A2b conseguimos permitir que

esta célula seja ativada pela célula NK levando a eliminação do parasito (Figura 7).

Considerando que ao inibirmos o receptor A2b não houve aumento da produção de

IFN-γ (Figura 6b), é possível que nesta situação a ativação da DC ocorra através de

mecanismos contato-dependentes.

Apesar de não ter sido demonstrado, podemos ainda supor que o aumento da

quantidade de IFN-γ produzida pela célula NK na presença do inibidor do receptor

A2a poderia levar a uma ativação de macrófagos infectados, da mesma forma que fez

com as DC e diminuição da sua taxa de infecção. Estudos já demonstraram que as

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48

células NK ativadas tem a capacidade de ativar macrófagos infectados por L.

amazonensis, levando a diminuição da sua taxa de infecção (ARANHA et al, 2005) e

que essa ativação dos macrófagos é feita através da liberação de citocinas pró-

inflamatórias e não através do contato célula-célula (PRAJEETH et al, 2011). Como

já foi dito anteriormente os macrófagos são as principais células fagocitárias do

organismo e após a sua ativação por IFN-γ, os macrófagos produzem grandes

quantidades de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio levando a destruição dos

parasitos fagocitados (GREEN et al, 1991; REINER et al, 1994).

Em resumo, estes resultados mostram que a ativação dos receptores A2a e A2b

podem ser importantes mecanismos de modulação da resposta imune pela L.

amazonensis, levando tanto a uma diminuição da resposta imunológica inata através

das células NK e DC, quanto impedindo que a DC desempenhe a sua função como

célula apresentadora de antígenos, ativando assim a resposta imunológica adaptativa.

4.4. A inibição do receptor de adenosina A2a in vivo leva a um aumento do perfil

pró-inflamatório da resposta imunológica com aumento da porcentagem de

células NK produtoras de IFN-γ

Para realizarmos a avaliação do papel dos receptores de adenosina na resposta de

células NK in vivo, primeiro seria importante definir o momento em que esta célula é

recrutada para o local da infecção, de modo a conseguirmos obter e analisar estas

células.

Para analisar as células NK in vivo, Scharton e Scott (1993) realizavam a eutanásia e

análises subsequentes em camundongos C3H/HeN e BALB/c, infectados por L. major,

em 1, 2 ou 4 dias após a infecção, enquanto que Sanabria e colaboradores (2008),

realizavam as suas análises in vivo em camundongos C57BL/6, infectados por L.

amazonensis, 1 ou 3 semanas após o inoculo. Devido à grande variedade de modelos

encontrados na literatura e para que nossos resultados fossem fieis ao curso da

infecção em nosso modelo, realizamos assim uma curva de recrutamento de células

NK, analisando ainda o seu estado de ativação em diferentes momentos.

Para isso inoculamos L. major, L. amazonensis ou PBS, usado como controle, por via

intradérmica na orelha de camundongos C57BL/6, e após 1, 3 e 7 dias realizamos a

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49

eutanásia seguida de marcação para citometria (Figura 8). Nessa análise

quantificamos as células NK no linfonodo drenante da orelha dos camundongos por

diferentes marcadores, além da produção de IFN-γ por estas células.

Ao analisarmos a quantidade de células NK no linfonodo (Figura 8a) pudemos

observar que no primeiro dia há cerca de 2% de células NK no linfonodo após a

infecção por L. amazonensis (󠆆), e que esta quantidade tem uma grande diminuição

no terceiro dia de infecção, tendo em seguida um leve aumento no sétimo dia de

infecção. Enquanto que para o grupo controle (●) e o grupo infectado com L. major (

▼) essa alteração não é perceptível. Podemos notar o mesmo perfil ao analisarmos

a quantidade de células NK produtoras de IFN-γ (Figura 8b).

Figura 8: Recrutamento de células NK para os linfonodos drenantes e sua produção de IFN-γ após diferentes tempos de infecção por L. major e L. amazonensis. O recrutamento de células NK

(a) e a sua produção de IFN-γ (b) foi analisado por citometria de fluxo após 1,3 e 7 dias de infecção por L. major ou L. amazonensis, e grupo controle inoculado com veículo (PBS). Foram utilizados 4 animais por grupo. Para a marcação de células NK foram utilizados dois anticorpos anti-mouse NK1.1 e anti-mouse CD49b, e o IFN-γ foi dosado através de marcação intracelular com anticorpo anti-mouse IFN-γ. São apresentados os resultados de experimento único.

Considerando que as espécies de Leishmania interagem com o sistema imunológico

do hospedeiro de formas particulares levando a respostas imunológicas e doenças

com características diferentes (KEDZIERSKI e EVANS, 2014), era esperado haver

diferenças nos perfis de recrutamento de células NK para o linfonodo, além das

variações no seu estado de ativação, quando comparamos a infecção por L. major e

L. amazonensis.

Em posse dos dados descritos acima, passamos para a investigação in vivo do papel

dos receptores de adenosina durante a infecção por L. amazonensis em

camundongos C57BL/6. Para isso escolhemos trabalhar no primeiro dia após a

a)

b)

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50

infecção, por ser o momento em que havia uma maior quantidade de células NK no

linfonodo.

Camundongos foram tratados por via intraperitoneal com inibidores dos receptores de

adenosina A2a (SCH58261), A2b (PSB1115) ou ambos, na concentração de 1mg/Kg,

e grupo controle tratado com veículo (PBS 2%DMSO), e em seguida os grupos foram

infectados com L. amazonensis em ambas as orelhas por via intradérmica. Os

linfonodos foram retirados e processados para a realização de citometria de fluxo e

cultivo celular com estimulação antigênica.

Através dos dados de citometria de fluxo (Figuras 9, 10 e 11) pudemos visualizar perfil

de células NK e CD4 presentes no linfonodo após um dia de infecção.

Na figura 9, podemos ver que não houve alteração em relação ao número total de

células do linfonodo quando comparamos os diferentes tratamentos (Figura 9a). O

número (Figura 9b) e porcentagem de células NK (Figura 9c) presentes do linfonodo

também não se alterou. Quando olhamos a produção de IFN-γ pelas células NK

vemos que, apesar do tratamento com o inibidor de A2a não levar a um aumento

significativo no número de células NK produtoras de IFN-γ (Figura 9d) houve um

aumento significativo na porcentagem de células NK produtoras de IFN-γ (Figura 9e).

Nos grupos controle não infectados tratados com os inibidores dos receptores de

adenosina não houveram alterações em nenhuma das análises realizadas.

Page 54: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

51

Figura 9: Quantidade de células NK e produção de IFN-γ no linfonodo de camundongos C57BL/6 após um dia de infecção por L. amazonensis. A quantidade total de células do linfonodo (a) e a quantidade de células NK (b,c) e sua produção de IFN-γ (d, e) foi analisada por citometria de fluxo após 1 dia de infecção por L. amazonensis, após tratamento com inibidores dos receptores de adenosina A2a (SCH58261), A2b (PSB1115) ou ambos, 1mg/kg via intraperitoneal, e grupos controle não infectados. Foram utilizados 4 animais por grupo. Para a marcação de células NK foi usado o anticorpo anti-mouse NK1.1 e o IFN-γ foi dosado através de marcação intracelular com anticorpo anti-mouse IFN-γ. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes. One-way ANOVA. (*) indica valor de p<0,05.

Avaliamos ainda a produção de IL-10 pelas células NK, uma citocina anti-inflamatória

que tem o potencial de inibir a resposta imunológica (figura 10).

a)

b)

c)

d)

e)

Page 55: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

52

Figura 10: Produção de IL-10 por células NK no linfonodo de camundongos C57BL/6 após um dia de infecção por L. amazonensis. O número (a) e a porcentagem (b) de células NK produtoras de

IL-10 foi analisada por citometria de fluxo após 1 dia de infecção por L. amazonensis, após tratamento com inibidores dos receptores de adenosina A2a (SCH58261), A2b (PSB1115) ou ambos, 1mg/Kg via intraperitoneal, e grupos controle não infectados. Foram utilizados 4 animais por grupo. Para a marcação de células NK foi usado o anticorpo anti-mouse NK1.1 e o IL-10 foi dosado através de marcação intracelular com anticorpo anti-mouse IL-10. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes. One-way ANOVA.

Como podemos ver não houve alterações no número ou porcentagem de células NK

produtoras de IL-10, independentemente do tratamento utilizado.

A produção de IFN-γ é essencial para a formação de uma resposta Th1, assim como

para a ativação de macrófagos (SCHARTON e SCOTT, 1993; AWASTHI et al, 2004;

ARANHA et al, 2005). Como vimos o aumento da porcentagem de células NK

produtoras de IFN-γ in vivo, ao inibirmos o receptor A2a, resolvemos analisar se além

do seu potencial de ativar a imunidade inata, haveria também o aumento da produção

de IFN-γ por linfócitos CD4, um passo importante para a formação de uma resposta

imune adaptativa do tipo Th1 (Figura 11).

a)

b)

Page 56: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

53

Figura 11: Quantidade de células CD4 e sua produção de IFN-γ no linfonodo de camundongos C57BL/6 após um dia de infecção por L. amazonensis. A quantidade de células CD4 (a, b) e sua produção de IFN-γ (c, d) foi analisada por citometria de fluxo após 1 dia de infecção por L. amazonensis, após tratamento com inibidores dos receptores de adenosina A2a (SCH58261), A2b (PSB1115) ou ambos, 1mg/Kg via intraperitoneal, e grupos controle não infectados. Foram utilizados 4 animais por grupo. Para a marcação de células CD4 foi usado o anticorpo anti-mouse CD4+ e o IFN-γ foi dosado através de marcação intracelular com anticorpo anti-mouse IFN-γ. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes. One-way ANOVA.

Podemos observar que não houve alteração no número (Figura 11a) ou porcentagem

de células CD4 (Figura 11b) presentes do linfonodo. Além disso, quando olhamos a

produção de IFN-γ por estas células, podemos observar que não houve um aumento

no número de células produtoras de IFN-γ (Figura 11c) e na sua porcentagem (Figura

11d).

Analisamos ainda a produção de IFN-γ in vitro após a estimulação das células do

linfonodo por antígeno particulado de L. amazonensis. As células foram cultivadas por

a)

b)

c)

d)

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54

48 horas em estufa a 37°C e 5% CO2 e o sobrenadante destas culturas foi coletado e

a quantidade de IFN-γ foi dosada por ELISA (Figura 12).

Figura 12: Produção de IFN-γ em células de linfonodo de camundongos C57BL/6, estimuladas com antígeno particulado de L. amazonensis. As células do linfonodo drenante foram coletadas após 1 dia de infecção por L. amazonensis, após tratamento com inibidores dos receptores de adenosina A2a (SCH58261), A2b (PSB1115) ou ambos, 1mg/Kg via intraperitoneal, e estimuladas por 48h com antígeno particulado de L. amazonensis. Foram utilizados 4 animais por grupo. O sobrenadante de cultura foi coletado e a quantidade de IFN-γ foi dosada por ELISA. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes. two-way ANOVA. (*) indica valor de p<0,05

Como podemos observar na figura 12, os resultados de estimulação in vitro seguem

o mesmo padrão apresentado in vivo em relação à produção de IFN-γ das células NK,

com aumento de IFN-γ no grupo tratado com o inibidor do receptor de adenosina A2a,

indicando que o bloqueio deste receptor leva ao aumento de uma resposta com perfil

pró-inflamatório no hospedeiro.

Sabemos que as células NK podem ser um componente crucial para impulsionar a

resposta imune celular do tipo Th1 através da secreção de IFN-γ em resposta à

estimulação de IL-12, além de agir ativando as células da imunidade inata com a

liberação desta mesma citocina (SYPEK et al, 1993; AFONSO et al, 1994; ARANHA

et al, 2005).

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É interessante notar, que quando ambos os inibidores foram usados, houve a perda

da produção de IFN-γ gerada pela inibição do receptor A2a individualmente (Figuras

9d, 9e, 12). Uma hipótese para este resultado é que, quando ambos os receptores

estão inibidos, a adenosina disponível no meio possa estar agindo sobre o receptor

A3. Como já foi dito antes, este receptor, ao ser estimulado por adenosina, pode levar

a diminuição do potencial pró-inflamatório de células do sistema imunológico, levando

a diminuição da produção de IL-12, IFN-γ, IL-1β e TNF-α e aumento da produção de

IL-10 (HASKÓ et al,1998; ANTONIOLI et al, 2014; LEE et al, 2016). Esta hipótese é

compatível com os resultados que obtivemos nos grupos onde ambos os inibidores

foram usados, justificando a falta de produção de IFN-γ nas células de linfonodo

estimuladas com antígeno de Leishmania (Figura 12) e a falta de aumento na

porcentagem de células NK produtoras desta citocina (Figuras 9e)

Os resultados apresentados acima mostram claramente um aumento do perfil de

produção de IFN-γ por células NK no linfonodo durante o início da infecção após o

bloqueio do receptor de adenosina A2a. Com estes resultados podemos supor um

aumento da atividade das células da imunidade inata, aumentando assim o combate

ao parasito, além disso podendo levar a formação de uma resposta adaptativa Th1

melhorando assim o combate tardio a infecção.

4.5. A inibição do receptor de adenosina A2a in vivo leva ao aumento do perfil

Th1, com aumento da produção de IFN-γ por células CD4

Após avaliarmos o perfil de resposta de imunológica no primeiro dia após a infecção,

o que reflete o perfil da resposta inata do organismo, avaliamos um momento mais

tardio, 7 dias após infecção, o que poderia nos dar indícios da formação da resposta

imune adaptativa do hospedeiro após o tratamento. Analisamos assim o perfil de

linfócitos CD4 e CD8 no linfonodo dos camundongos após 7 dias de infecção através

de citometria de fluxo.

Podemos observar que os diferentes tratamentos não alteram o número total de

células do linfonodo (Figura 13a). O número (Figura 13b) e a porcentagem (Figura

13c) de linfócitos CD4 presentes no linfonodo também não foram alterados nos

diferentes tratamentos. Porém, quando analisamos a produção de IFN-γ pelas células

Page 59: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

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CD4+ encontramos um aumento significativo tanto no número de células produtoras

de IFN-γ (Figura 13d), quanto na sua porcentagem (Figura 13e) após o tratamento

com o inibidor do receptor A2a.

Figura 13: Quantidade de células CD4 e sua produção de IFN-γ no linfonodo de camundongos C57BL/6 após sete dias de infecção por L. amazonensis. A quantidade de células totais no linfonodo (a), de células CD4 (b, c) e sua produção de IFN-γ (d, e) foi analisada por citometria de fluxo após 7 dias de infecção por L. amazonensis, após tratamento com inibidores dos receptores de adenosina A2a (SCH58261), A2b (PSB1115) ou ambos, 1mg/Kg via intraperitoneal. Foram utilizados 4 animais por grupo. Para a marcação de células CD4 foi usado o anticorpo anti-mouse CD4+ e o IFN-γ foi dosado através de marcação intracelular com anticorpo anti-mouse IFN-γ. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes. One-way ANOVA. (*) indica valor de p<0,05

Como os linfócitos CD4 são capazes de produzir tanto citocinas pró-inflamatórias,

quanto citocinas anti-inflamatórias, resolvemos analisar também a produção de uma

das principais citocinas anti-inflamatórias, a IL-10 (Figura 14).

a)

b)

c)

d)

e)

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57

Figura 14: Produção de IL-10 por células CD4 no linfonodo de camundongos C57BL/6 após sete

dias de infecção por L. amazonensis. A quantidade de células CD4 e sua produção de IL-10 foi

analisada por citometria de fluxo após 7 dias de infecção por L. amazonensis, após tratamento com

inibidores dos receptores de adenosina A2a (SCH58261), A2b (PSB1115) ou ambos, 1mg/Kg via

intraperitoneal. Foram utilizados 4 animais por grupo. Para a marcação de células CD4 foi usado o

anticorpo anti-mouse CD4+ e a IL-10 foi dosada através de marcação intracelular com anticorpo anti-

mouse IL-10. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes.

One-way ANOVA.

Podemos observar que não houve alterações significativas na produção de IL-10 por

células CD4 na presença de nenhum dos inibidores dos receptores de adenosina.

Como dito anteriormente, as células T CD4 promovem as respostas adaptativas

adequadas a patógenos específicos (ZHU et al, 2010), com a resposta Th1 sendo

considerada uma resposta predominantemente pró-inflamatória podendo auxiliar no

combate a infecção (REIS et al, 2006).

Neste contexto e observando os resultados descritos acima, podemos ver que o

tratamento com o inibidor do receptor A2a promoveu uma melhora do perfil Th1 do

hospedeiro, levando a um aumento da produção de IFN-γ por células CD4, a principal

citocina pró-inflamatória produzida por estas células, enquanto que não levou a um

aumento da produção de IL-10, citocina anti-inflamatória que poderia contrabalancear

a resposta imune, impedindo assim os efeitos pró-inflamatórios desejados.

É importante lembrar ainda que já foi mostrado que a infecção por L. amazonensis em

camundongos C3H resulta em baixos níveis de produção de IL-12 e IFN-γ por células

a)

b)

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58

T CD4 específicas (JONES et al, 2002), e leva também a baixos níveis de produção

de IFN-γ por células de linfonodo de camundongos C57BL/10 (AFONSO E SCOTT,

1993), modelos muito similares ao nosso. Então podemos dizer que está havendo de

fato uma mudança no perfil de resposta a infecção por L. amazonensis quando foi

feito o tratamento prévio com o inibidor do receptor A2a de forma sistêmica.

Pensando ainda na resposta imunológica adaptativa, sabemos que os linfócitos CD8

também possuem um papel importante como produtores de IFN-γ, além de atuarem

como células citotoxicas. Analisamos então a presença e produção de citocinas por

estas células no linfonodo (Figura 15), porém não encontramos diferenças no número,

porcentagem ou produção de citocinas por estas células após o período de infecção.

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59

Figura 15: Quantidade de células CD8 e sua produção de IFN-γ e IL-10 no linfonodo de camundongos C57BL/6 após sete dias de infecção por L. amazonensis. A quantidade de células

CD8 e sua produção de citocinas foi analisada por citometria de fluxo após 7 dias de infecção por L. amazonensis, após tratamento com inibidores dos receptores de adenosina A2a (SCH58261), A2b (PSB1115) ou ambos, 1mg/Kg via intraperitoneal. Foram utilizados 4 animais por grupo. Para a marcação de células CD8 foi usado o anticorpo anti-mouse CD8+ e as citocinas foram dosadas através de marcação intracelular com anticorpos anti-mouse IFN-γ e anti-mouse IL-10. São apresentados os desvios padrões da média de três experimentos independentes. One-way ANOVA.

c)

d)

e)

f)

a)

b)

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60

Embora a Leishmania resida dentro de vacúolos parasitóforos em fagócitos

mononucleares, seus antígenos são apresentados através de MHC de classe I a

linfócitos T CD8, o que contribui para a formação de uma resposta Th1 através da

produção de TNF e IFN-γ (OVERATH e HARBECKE, 1993). Além disso, a atividade

citotóxica por células T CD8 é importante para a eliminação do parasita. Enquanto a

atividade citotóxica induz a morte da célula alvo, citocinas como IFN-γ e TNF

participam no desenvolvimento de uma resposta inflamatória que modula a atividade

de macrófagos e DC (PIRMEZ et al, 1993; JORDAN et al, 2014).

Apesar de não termos encontrado diferenças na produção de citocinas por estas

células, é possível que sua atividade citolítica esteja preservada, auxiliando na

resolução da infecção por meio da morte das células infectadas.

Page 64: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

61

5. Sumário dos resultados

No nosso trabalho demonstramos a presença dos receptores de adenosina A2a e A2b

na superfície da célula NK e o aumento da expressão do receptor A2a nesta célula

durante infecção por L. amazonensis, sugerindo a importância deste receptor na

célula NK durante a infecção.

Mostramos ainda que a inibição do receptor A2a leva ao aumento da produção de

IFN-γ por células NK co-cultivadas com DC e infectadas por L. amazonensis, citocina

que é extremamente importante para a ativação das respostas imunológicas inatas e

adaptativas. A inibição do receptor A2a leva também a diminuição da taxa de infecção

de DC em co-culturas com NK e infectadas por L. amazonensis.

Pudemos mostrar que diferentes espécies de Leishmania levam à diferente perfil de

recrutamento e de produção de IFN-γ pelas células NK. E, por fim, que a inibição do

receptor de adenosina A2a in vivo leva a aumento do perfil pró-inflamatório da

resposta imune inata com aumento da porcentagem de células NK produtoras de IFN-

γ após um dia de infecção, e a aumento do perfil Th1, com aumento da produção de

IFN-γ por células CD4, após sete dias de infecção. Resultados que são condizentes

com os nossos resultados in vitro.

Page 65: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

62

6. Conclusão

Com base nos resultados encontrados podemos concluir que o receptor A2a, presente

na célula NK tem um papel de grande importância durante a infecção por L.

amazonensis. A ativação deste receptor leva a diminuição da produção de IFN-γ por

esta célula, impedindo a ativação de células da imunidade inata do hospedeiro e a

formação de uma resposta imunológica adaptativa eficiente, favorecendo o

estabelecimento da infecção. O bloqueio deste receptor leva ao aumento do perfil pró-

inflamatório durante a infecção por L. amazonensis, tanto em modelo in vitro quanto

in vivo.

Page 66: O papel dos receptores de adenosina na resposta de células ... · Natural Killer (NK) cells are important effector cells in innate immunity and actively participate in host immune

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ANEXOS

1. Certificado de aprovação do CEUA/UFOP n° 2015/62