Imuno-senescência na Esquistossomose Crônica Humana

Apresentação em tema: "Imuno-senescência na Esquistossomose Crônica Humana"— Transcrição da apresentação:

1 Imuno-senescência na Esquistossomose Crônica Humana
Ana Maria Caetano de Faria Departamento de Bioquímica e Imunologia ICB – UFMG Palestra na Santa Casa Belo Horizonte Junho 2004

2 Teoria explicativas da senescência
Stress oxidativo: Paradoxo do oxigênio: necessário para a produção de energia (ATP) mas potencialmente perigoso a longo prazo pela capacidade de geração de moléculas parcialmente reduzidas muito reativas,os radicais livres (O2.-, H2O2 e OH.). Radicais livres Radicais livres ATP ADP + fosfato H+ Ubiquinona Citocromo c ATP sintase e-+O2+H+=H20 e- ATP

3 Evidências a favor: Hiperexpressão de enzimas anti-oxidantes retarda o acúmulo de danos oxidativos e extende a expectativa máxima e média de vida de Drosophila melanogaster; variações na longevidade entre diferentes espécies correlaciona-se inversamente com os níveis de geração de superóxido e H2O2 pela mitocôndria; a restrição calórica diminui os níveis basais de stress oxidativo e seus danos, retarda os comprometimentos celulares associados à idade e aumenta a expectativa de vida.

4 Efeito da restrição calórica em diferentes espécies
Rato Dieta normal: Tempo médio de vida: 23 meses Tempo máximo de vida: 33 meses Restrição calórica: Tempo médio de vida: 33 meses Tempo máximo de vida: 47 meses Peixe Guppy Dieta normal: Tempo médio de vida: 33 meses Tempo máximo de vida: 54 meses Restrição calórica: Tempo médio de vida: 46 meses Tempo máximo de vida: 59 meses Aranha Dieta normal: Tempo médio de vida: 50 dias Tempo máximo de vida: 100 dias Restrição calórica: Tempo médio de vida: 90 dias Tempo máximo de vida: 139 dias Humanos Dieta normal: Tempo médio de vida: 75 anos Tempo máximo de vida: 120 anos Restrição calórica: Tempo médio de vida: ??? Tempo máximo de vida: ???

5 Fatores conservados evolutivamente que protegem contra os processos do envelhecimento:
Enzimas anti-oxidantes como Cu/Zn superóxido dismutase (SOD) e de catalase (CAT); 2. Heat shock proteins (hsp); 3. Genes de reparo de DNA; 3. Proto-oncogene Ras.

6 2. Redução da capacidade replicativa por encurtamento dos telômeros:
Células somáticas normais sofrem um número limitado de divisões celulares antes de atingirem a senescência replicativa (Hayflick, 1965). Os telômeros foram identificados como candidatos para o “relógio replicativo” que regula o número de divisões possíveis para uma determinada célula. Telômeros são estruturas complexas de DNA-proteína compostos por hexâmeros repetitivos de DNA nas terminações dos cromossomas lineares. TTAGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3 AATCCAATCCC-5 TRF2

7 Como a DNA polimerase requer um template para a replicação, cada divisão celular resulta na perda de parte das regiões telomêricas. Encurtamento do telômero de células somáticas humanas tem sido detectado em indivíduos idosos assim como em fibroblastos humanos em cultura. Redução: 33 pb por ano. Células transformadas apresentam um mecanismo para evitar esse encurtamento e manter a capacidade replicativa: a expressão da ribonucleoproteina Telomerase, capaz de extender as terminações teloméricas. TTAGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3 AATCCAATCCC-5 TRF2 CAAUCCCAAUC Telomerase

8 Imuno-senescência

9 Sistema imune do adulto jovem
Timo Medula óssea Peritôneo IL-7 NK DC B2 (CD5-) B1 (CD5+) T CD4+ T CD8+ Mø * CD44lo CD45RO CD62Lhi * IgM APC IL-2 * IgA IgG IgM * IL-15 IL-21 CD44lo CD45RO CD62Lhi

10 Alterações associadas ao envelhecimento
Timo Medula óssea Peritôneo IL-7 NK DC T CD8+ Mø T CD4+ * B2 (CD5-) B1 (CD5+) CD44lo CD45RO CD62Lhi * IL-6 IFN-g TNF-a IL-1 APC IgM IL-2 * IgM * * * * * * IgG IL-21 IL-15 CD44lo CD45RO CD62Lhi IgA

11 Dinâmica de populações de células
Ig sérica Células B Auto Ac 60 120 Células T T virgens T memória CD8+ CD4+ 60 120 Unidades Arbitrárias 60 120 NK alta atividade NK baixa atividade Atividade NK Idade (anos)

12 Produção de citocinas por linfócitos T
60 120 IL-2 60 120 IL-6 IL-1 TNF-a Unidades Arbitrárias Idade (anos)

13 Desenvolvimento de linfócitos T
precursor virgem memória senescente IL-7 IL-2 IL-15 IL-21 FC longo curto muito curto telômero +++ + - telomerase

14 Mecanismos de remodelagem na Imuno-senescência
Protocolo SENIEUR (Lighart et al, 1984) – estudo de centenários saudáveis mostrou a existência de mecanismos de remodelagem do sistema imune Número aumentado de células NK com alta atividade citotóxica (CD16+CD57-) Aumento na produção de anticorpos e de células B1 Acúmulo linfócitos T CD8+CD28-CD45RA (com telômeros curtos) produtores de IFN-g, IL-4 e IL-10 Indução da expressão de telomerase ??

15 Imuno-senescência na esquistossomose mansônica crônica em humanos

16 Esquistossomose mansoni
É uma doença endêmica de ampla distribuição mundial, ocorrendo em diversas áreas rurais de países tropicais Segunda principal doença parasitária crônica, afetando mais de 200 milhões de indivíduos em todo mundo; No Brasil, há 2,5 milhões de pessoas infectadas, do norte do Pará até o Rio Grande do Sul, sendo que a região NE e MG são as regiões mais atingidas; WHO 2000

17 A esquistossomose é o protótipo de uma disfunção imunológica de natureza crônica resultante do parasitismo pelo S. mansoni, produzindo um espectro amplo de manifestações clínicas e imunológicas.

18 Aspectos da Reatividade Imunológica na Esquistossomose mansoni
Reação inflamatória do tipo granulomatosa resultante da reatividade do hospedeiro aos antígenos solúveis do ovo do parasita. Envolvimento de vários tipos celulares: eosinófilos, macrófagos e linfócitos. Principais sítios: fígado e intestino.

19 Cinética da reatividade imunológica
Fase aguda – Th1 proliferação Ovoposição – mudança para um padrão Th2 Granuloma Fase crônica – imuno-modulação Infecção crônica Forma Clínica Intestinal

20 Aspectos Relevantes da Reatividade Imunológica de Indivíduos Portadores da Forma Clínica Intestinal
-Papel de IFN-g induzindo a resposta proliferativa das PBMC frente aos antígenos SEA e SWAP; -Papel de IL-4 na diminuição da atividade proliferativa de PBMC e na formação do granuloma in vitro; -Importância da IL-10 na modulação da resposta proliferativa das PBMC e na modulação do granuloma in vitro Malaquias, et al 1997 Falcão et al 1998 Correa-Oliveira, et al 1998

21 Envelhecimento Esquistossomose Involução tímica
Acúmulo de linfócitos T ativados Produção de citocinas alterada Aumento em anticorpos séricos Envelhecimento Formação de granuloma Imuno-regulação Imunidade protetora Esquistossomose

22 A esquistossomose é uma doença crônica que persiste por toda a vida do indivíduo; seu desenvolvimento se sobrepõe ao processo natural e progressivo do envelhecimento; Objetivo Estudar a influência do envelhecimento na reatividade imunológica celular em indivíduos portadores da infecção crônica pelo S. mansoni

23 * Estudo transversal da população
Metodologia População Estudada (73 indivíduos) Infectados >100 ovos/g fezes Negativos Faixas Etárias (anos) Número de indivíduos 10-24 12 8 25-49 9 9 50-69 15 6 70-95 7 6 * Estudo transversal da população

24 Anticorpos Marcados com FITC
Sangue periférico EDTA Hemograma Heparina Cultura Linfócitos B CD19 RPMI / PMA + ionomicina / SEA ou SWAP 25ug/ml 5h 37oC 5% C02 Anticorpos Marcados com FITC Células NK CD16 Lise das hemácias Permeabilização Linfócitos T CD4 e CD8 Anticorpos Marcados com PE IL-2, IFN-g, IL-4, IL10 Fixação Leitura no citômetro de fluxo

25 Análise de linfócitos do sangue periférico por citometria de fluxo
Tamanho Granulosidade Linfócitos A B 1,20% 4,33 % Anti IL-10 PE CD4-FITC

26 * * * * * * p< 0.05 Produção de citocinas Células CD4+ Células CD8+
3.5 1.4 * IL-2 3.0 1.2 IL-4 2.5 1.0 IL-10 * 0.8 Negativos 2.0 % célula positivas IFN 1.5 0.6 1.0 0.4 0.5 0.2 3.5 1.4 * 3.0 1.2 * * 2.5 1.0 Infectados 2.0 0.8 % células positivas 1.5 0.6 1.0 0.4 0.5 0.2 10-24 24-49 50-69 70-95 10-24 24-49 50-69 70-95 * p< 0.05 Idade (anos) Idade (anos) Número de indivíduos

27 Jovem CD8+ IL-10 IFN-g IL- 4 CD8+ IFN-g IL- 4 IL-10 Esquistossomose

28 * * * Modulação da produção de citocinas nos idosos CD4+ cells IL-10
Negativos * Infectados 5 % células positivas IL-10 3 1 * 2 IL-4 % células positivas 1 * 2 IFN-g % células positivas 1 10-69 70-95 10-69 70-95 Idade

29 * Modulação na produção de citocinas nos idosos CD8+ cells Negativos
Infectados 5 * IL-10 3 % células positivas 1 Idade 10-69 70-95 10-69 70-95

30 Produção de IL-10 se mantém em indivíduos infectados
por uma população diferente de linfócitos T Negativos Infectados 6 6 6 6 CD4+ CD4+ CD8+ 5 5 * 5 5 * 4 4 4 4 CD4+ CD8+ CD4+ CD8+ %Linfócitos T IL-10+ 3 3 3 3 2 2 * 2 2 * 1 1 1 1 10-24 25-69 70-95 10-24 25-69 70-95 CD4+ Idade (anos) CD8+

31 Envelhecimento Esquistossomose CD4+ IL-10 IFN-g CD4+ CD8+ IL-10 IL- 4

32 Frequência de células NK produtoras de IFN-g
Negativos Infectados 3,0 2,5 2,0 * * Controle % Positive cells * 1,5 1,0 0,5 0,0 3,0 * 2,5 * * 2,0 SEA % Positive cells 1,5 1,0 0,5 0,0 3,0 * 2,5 * 2,0 SWAP %Positive cells 1,5 1,0 0,5 0,0 10-24 24-49 50-69 70-95 10-24 24-49 50-69 70-95

33 As grandes diferenças no padrão de citocinas ocorrem em indivíduos jovens ou mais velhos (acima de 70 anos) A infecção em indivíduos jovens está associada à produção de IL-4 aumentada por células CD8+ A infecção em indivíduos idosos está associada a mudança da produção de IFN-g para a produção de IL-4 por células CD4+ Ocorre um aumento na produção de IL-10 nos indivíduos idosos e esse aumento é mantido nos indivíduos infectados A frequência de células NK produtoras de IFN-g está significativamente aumentada em indivíduos idosos e negativos quando estimulados por antígenos do parasita

34 Agradecimentos Elaine Speziali Rodrigo Corrêa Oliveira Jeffrey Bethony
Olindo de Assis Martins Centro de Pesquisas Rene Rachou – FioCruz Departamento de Bioquímica e Imunologia - UFMG Financiamento: WHO/TDR