HSP65 e imunorregulação na mucosa intestinal em modelo experimental de diabetes tipo 1

• Main Author: Rafael Pires de Oliveira
• Other Authors: Ana Maria Caetano de Faria
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2014
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9UVMHC

=== In previous studies by our group, we have shown that oral administration of Hsp65-producing Lactococcus lactis is a successful strategy to prevent the development of chronic inflammatory disease models such as ulcerative colitis and experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). This treatment was able to induce oral tolerance to Hsp65, a protein usually expressed in inflamed tissues, generating regulatory T cells that interfere in the pathogenesis of these diseases. Herein, we show that oral treatment with Hsp65- producing Lactococcus lactis triggers an expansion of CD4+Foxp3+ and CD4+LAP+ regulatory T cells in a toll-like-receptor-2(TLR2)-dependent fashion, without disturbing the immunity to pathogens in C57BL/6 mice. Mice treated with L. Lactis-Hsp65 were able to maintain the protective immune response during Salmonella thyphimurium infection. Moreover, there was a reduction in the intestinal inflammatory reaction suggesting that the treatment boosted the Immunoregulatory axis of gut mucosa. We also observed that gd T cells in Peyer's patches express membrane TGF-b (associated with the peptide LAP), which may represent another important mechanism for gut immune regulation. Although treatment with L.lactis-Hsp65 has been very successful in experimental models of colitis and EAE, it showed no beneficial effect in the spontaneous diabetes in NOD mice even when associated with the administration of IL-10 producing L.lactis. Our hypothesis to explain these results was that NOD mice present defects on Immunoregulatory elements at the gut mucosa. Indeed, oral tolerance to ovalbumin could not be induced in this strain of mice even when a continuous regimen of feeding was used. In addition, we also found a link between diabetes development and a reduction in several gut regulatory elements. NOD mice showed imbalance between effector and regulatory T cells in the intestine, with increased Th17 response as well as a predominance of inflammatory antigen-presenting cells. It is widely recognized that systemic tolerance can be achieved by antigenic stimulus in the gut meaning that the immune activity in the intestine can affect the overall activity of the immune system, even in unrelated organs. If there is an immunological link between the pancreas and the intestine through the pancreatic lymph nodes, it is not surprising that the loss or reduction of regulatory components in the gut mucosa may contribute to the pathogenic events in autoimmune diabetes. Given the relevance of mucosal immune activity to the organism, it is important to understand the factors and mechanisms that contribute to its balanced function as well as the disturbances that may alter this balance in order to develop safe and successful mucosal strategies for immunomodulatory therapies. === A administração oral de Lactococcus lactis produtor de Hsp65 tem se mostrado, em trabalhos anteriores do nosso grupo, uma estratégia muito eficaz na prevenção de modelos experimentais de doenças inflamatórias crônicas como a colite ulcerativa e a encefalomielite autoimune experimental (EAE). Esse tratamento foi capaz de induzir tolerância oral à proteína de choque térmico Hsp65, geralmente expressa em tecidos inflamados, gerando células T reguladoras no intestino que interferem na patogênese dessas doenças. Verificamos, neste estudo, que o tratamento oral com Lactococcus lactis produtor de Hsp65 levou a uma expansão de células T reguladoras CD4+Foxp3+ e CD4+LAP+ de maneira dependente do receptor do tipo toll-2 (TLR2). Também observamos que os efeitos imunorreguladores do L.lactis-Hsp65 ocorreram sem prejuízo à imunidade anti-infecciosa em camundongos C57BL/6. Camundongos tratados com L.lactis-Hsp65 conseguiram manter a resposta imune anti-infecciosa na infecção por Salmonella thyphimurim. Além disto, ocorreu uma melhora da inflamação intestinal associada a essa infecção sugerindo que o tratamento com o L.lactis- Hsp65 potencializou os mecanismos imunorreguladores presentes na mucosa intestinal. Observamos que células T gd, principalmente nas placas Peyer, expressam TGF-b de superfície (associado ao peptídeo LAP), o que pode se constituir em outro importante mecanismo de regulação na mucosa intestinal. Embora o tratamento com L.lactis-Hsp65 tenha sido bem sucedido nos modelos experimentais de colite e EAE, ele não teve efeito benéfico no desenvolvimento da diabetes espontânea em camundongos NOD mesmo quando associado ao L. lactis produtor de IL-10. Nossa hipótese para explicar essa falha foi que a suscetibilidade à diabetes tipo 1 nesses animais envolve defeitos não somente na geração de células T reguladoras autorreativas na timo, mas também alterações importantes nos elementos imunorreguladores da mucosa intestinal. De fato, observamos que não foi possível induzir tolerância oral a ovalbumina em camundongos NOD utilizando a ingestão contínua de antígeno, regime ótimo de indução de tolerância pela via oral. Além disto, demonstramos que o desenvolvimento da patogênese da diabetes nesses animais está associado a uma redução de fatores de regulação da mucosa e desequilíbrio entre células T efetoras e reguladoras no intestino, com resposta Th17 aumentada e predominância de células apresentadoras de antígeno com perfil inflamatório. Já é amplamente reconhecido que tolerância em nível sistêmico pode ser alcançada pela exposição de antígenos pela mucosa, significando que a atividade imunológica no intestino pode afetar o funcionamento global do sistema imune, mesmo em órgãos não diretamente relacionados. Se o pâncreas e o intestino são imunologicamente conectados através dos linfonodos pancreáticos, não causa espanto que a perda ou redução de fatores de regulação na mucosa possam contribuir para os eventos patogênicos da diabetes autoimune. Entender os fatores e mecanismos que contribuem para o funcionamento das atividades imunológicas no intestino assim como as perturbações nessas atividades é importante para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas via mucosa que sejam seguras e bem sucedidas.