Estudo piloto sobre imunomodulação na leishmaniose visceral murina: bloqueio da sinalização de IL-10 e uso de IL-1 / Pilot study on immunomodulation in murine visceral leishmaniasis: blockade of IL-10 signaling and use of IL-12

INTRODUÇÃO: A leishmaniose visceral (LV) é uma doença infecto-parasitária e é considerada negligenciada, segundo a organização mundial de saúde. O cão e o homem fazem parte da manutenção do ciclo da infecção. O crescente aumento de animais infectados acarreta em um problema de saúde pública, pois representa eminente risco de infeção para os humanos. Na LV, a resposta imune celular é suprimida favorecendo a replicação do parasito nos macrófagos e a exacerbação da doença. Estudos apontam que esta supressão pode estar relacionada à secreção da interleucina-10 (IL-10), pois esta tem o papel de regular o excesso de resposta inflamatória, inibindo a produção de IL-12. OBJETIVO: Nesta pesquisa, propõese produzir e purificar plasmídeos codificando receptor de IL-10 e IL-12 murinos, bem como produzir e purificar o receptor de IL-10 murino na forma solúvel no sistema baculovíruscélulas de inseto, visando avaliar os efeitos de substâncias imunomoduladoras em camundongos infectados com Leishmania infantum/chagasi, com o intuito de desenvolver um método imunoterápico para cães com LV. METODOLOGIA: Na primeira parte deste trabalho, camundongos BALB/c foram infectados com L. infantum/chagasi, por via venosa e em seguida foram injetados quatro vezes, com intervalo de 7 dias entre as doses, com salina (G1), pcDNA3.1 (plasmídeo controle) (G2), pcDNA3.1mIL-12 (G3), pcDNA3.1mIL-10R1 (G4) e pcDNA3.1mIL-12+ pcDNA3.1mIL-10R1 (G5), por via intramuscular, seguida de eletroporação. Os efeitos da administração dos plasmídeos foram avaliados através da análise histológica do fígado e baço e pela determinação da carga parasitária do baço por PCR em tempo real. Na segunda parte deste trabalho foi produzida e purificada através do sistema baculovírus-célula de inseto, a proteína rmusIL-10R1. Além disso, foi realizado o ensaio de atividade biológica em células MC/9 para avaliar se a proteína produzida e purificada possui atividade funcional. RESULTADOS: A administração de plasmídeos codificadores do receptor de IL-10R1 em associação com IL-12 seguida de eletroporação apresentou efeitos sistêmicos nos grupos G3 e G5, como presença de granulomas maduros no parênquima hepático e nos espaços portais, intenso infiltrado inflamatório no parênquima hepático, aumento do centro germinativo no tecido esplênico e redução da carga parasitária. O rendimento obtido da proteína produzida e purificada foi de 678 µg por litro de cultivo. CONCLUSÃO: Os efeitos observados na primeira parte do trabalho podem ser atribuídos somente à ação da IL-12 e não do receptor de IL-10. Na segunda etapa do trabalho evidenciou-se que a proteína rmusIL-10R1 não foi capaz de bloquear a sinalização mediada por IL-10 murina

INTRODUCTION: Visceral leishmaniasis (VL) is an infectious-parasitic disease and is considered neglected, according to the World Health Organization. The dog and the man are part of maintaining the cycle of infection. The increasing numbers of infected animals have a public health problem, as it represents an imminent risk of infection for humans. In LV, the cellular immune response is suppressed favoring the replication of the parasite in the macrophages and the exacerbation of the disease. Studies indicate that this suppression may be related to the secretion of interleukin-10 (IL-10), since it has the role of regulating the excess inflammatory response, inhibiting the production of IL12. PURPOSE: In this research, it is proposed to produce and purify murine IL-10 and IL-12 receptor encoding plasmids, as well as to produce and purify the murine IL-10 receptor in the soluble form of the baculovirus-insect cells system, in order to evaluate the effects of immunomodulatory substances in mice infected with Leishmania infantum / chagasi, with the aim of developing an immunotherapeutic method for dogs with VL. METHODOLOGY: In the first part of this work, BALB / c mice were infected with venom intravenous L. infantum and then injected four times, with 7 days between doses, with saline (G1), pcDNA3.1 (G2), pcDNA3.1mIL-12 (G3), pcDNA3.1mIL-10R1 (G4) and pcDNA3.1mIL-12 + pcDNA3.1mIL-10R1 (G5), followed by electroporation. The effects of plasmid administration were assessed by histological analysis of the liver and spleen and determination of spleen parasite load by real-time PCR. In the second part of this work the rmusIL-10R1 protein was produced and purified through the baculovirus-insect cell system. In addition, the biological activity assay was performed on MC / 9 cells to assess whether the produced and purified protein has functional activity. RESULTS: Administration of IL-10R1 receptor-encoding plasmids in association with IL-12 followed by electroporation showed systemic effects in the G3 and G5 groups, such as presence of mature granulomas in the hepatic parenchyma and portal spaces, intense inflammatory infiltrate in the hepatic parenchyma , increase of the germinal center in the splenic tissue and reduction of the parasitic load. The yield of the produced and purified protein was 678 µg per liter of culture. CONCLUSION: The effects observed in the first part of the work can be attributed only to the action of IL-12 and not the IL-10 receptor. In the second stage of the work it was shown that the rmusIL-10R1 protein was not able to block murine IL-10 mediated signaling.

Produção e avaliação do receptor solúvel de IL-10 canina recombinate / Production and evaluation of the soluble receptor of IL-10 Canine recombinant

A interleucina 10 (IL-10) é uma importante citocina anti-inflamatória e imunossupressora que é produzida por uma variedade de células do sistema imune, incluindo linfócitos T e B, células monocíticas, células Natural Killer, células dendríticas, eosinófilos e neutrófilos. O receptor de IL-10 é composto por duas cadeias polipeptídicas denominadas IL-10R1 e IL-10R2. A cadeia IL-10R1 exibe alta afinidade por IL-10 e é responsável pela ligação inicial com a citocina. Depois da ligação entre a IL-10 e a cadeia IL-10R1, a cadeia IL-10R2 se junta ao complexo protéico formado e é realizada a sinalização para o citoplasma da célula alvo. Existem evidências de que a IL-10 participa na susceptibilidade de seres humanos e cães a leishmaniose visceral. Além disso, a imunização de animais com antígenos e o bloqueio concomitante da sinalização por IL-10 pode favorecer a indução de respostas imunes celulares (Th1), úteis no combate a infecções por patógenos intracelulares.OBJETIVO: O objetivo do presente projeto foi produzir o receptor solúvel de IL-10 (domínio extracitoplasmático da cadeia IL-10R1, com atividade antagonista) recombinante (rcasIL-10R1), visando estudos futuros de imunomodulação em cães. METODOLOGIA: Para isso, foram realizadas as seguintes etapas: 1) obtenção de uma construção de DNA codificante de rcasIL-10R1 em um cromossoma artificial de baculovírus desprovido dos genes da catepsina e chitinase, 2) transfecção de células de insetos, obtenção de partículas virais e titulação viral (P1), 3) amplificação e titulação viral (P2), 4) ensaio de otimização para expressão da proteína recombinante em células High five; 5) produção da proteína recombinante em celulas High five e purificação por cromatografia de afinidade e 6) avaliação da capacidade de rcasIL-10R1 bloquear a sinalização de IL-10, utilizando-se células MC/9. RESULTADOS: A julgar pelo sequenciamento de DNA do inserto na construção plasmídeal carreadora (pFastBac1-GP64-casIL-10R1) e da amplificação por PCR do segmento de DNA contendo o inserto no cromossoma artificial do baculovírus, a obtenção de baculovírus recombinante codificando casIL-10R1 foi realizada com sucesso. O ensaio de otimização da produção da rcasIL-10R1 realizado com células de inseto da linhagem High Five mostrou as melhores condições para foram multiplicidade de infecção (MOI) 5 e tempo de infecção (TOI) de 72h. A proteína recombinante produzida e purificada mostrou uma banda principal de 42 kDa pela análise por eletroforese em gel de poliacrilamida e o rendimento foi de 2,8 mg por litro de cultura. O ensaio realizado com células MC/9 cultivadas na presença de IL-4 e IL-10 com ou sem rcasIL-10R1 mostrou que a proteína recombinante produzida inibiu parcialmente a proliferação das células, sugerindo o bloqueio da sinalização através de IL-10. CONCLUSÕES: Portanto, no presente trabalho rcasIL-10R1 com capacidade de bloquear a sinalização por IL-10 foi produzido com sucesso, abrindo a perspectiva de futuros estudos de imunomodulação em cães.

INTRODUCTION: Interleukin 10 (IL-10) is an important anti-inflammatory and immunosuppressive cytokine which is produced by a variety of immune cells, including T and B lymphocytes, monocytes, natural killer and dendritic cells, eosinophils and neutrophils. The IL-10 receptor is composed of two polypeptide chains called IL-10R1 and IL-10R2. IL-10R1 chain exhibits high affinity for IL-10 and is responsible for initial binding to the cytokine. After IL-10 binding to IL-10R1, IL-10R2 joins the protein complex formed and signaling to the cytoplasm of the target cell. There is evidence that IL-10 participates in the susceptibility of human and dog visceral leishmaniasis. Furthermore, immunization of animals with antigens and concomitant blockade of signaling by IL-10 may promote the induction of cellular immune responses (Th1), useful in combating infections caused by intracellular pathogens. OBJECTIVE: The objective of this project was to produce recombinant soluble receptor IL 10 (extracytoplasmic domain of IL-10R1 chain, with antagonist activity) (rcasIL10R1), aiming future studies of immunomodulation in dogs. METHODOLOGY: For this, the following steps were carried out: 1) obtaining a DNA construction encoding casIL-10R1 in an artificial chromosome baculovirus knockout of the cathepsin and chitinase genes, 2) insect cell transfection, obtaining viral particles and viral titration (P1) 3) amplification and viral titration (P2), 4) optimization assay for the recombinant protein production in High Five cells; 5) production of recombinant protein and purification and by affinity chromatography and 6) evaluation of rcasIL-10R1 ability to block IL-10 signaling, using MC / 9 cells. RESULTS: The results of DNA sequencing of shuttle plasmid construction (pFastBac1GP64-casIL-10R1) and PCR of the artificial chromosome baculovírus containing casIL-10R1 insert showed that recombinant baculovirus was successfully obtained. The rcasIL-10R1 expression optimization assay in High Five cells showed that the best conditions were multiplicity of infection (MOI) 5 and time of infection (TOI) 72 h. The recombinant protein produced and purified displayed a major band of 42 kDa by polyacrylamide gel electrophoresis and the yield was 2.8 mg per liter of culture. MC/9 cells cultured in presence of IL-4 and IL-10 proliferated less intensely when rcasIL-10R1 was added, suggesting that rcasIL-10R1 blocked IL-10 signaling...