Publicação: Heme oxigenase-1 na infecção por Toxoplasma gondii: funções
divergentes no controle do parasitismo in vitro e in vivo
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CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA::IMUNOLOGIA APLICADA
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Resumo
Toxoplasma gondii é um parasito intracelular obrigatório que induz uma resposta imune do
tipo Th1 em seus hospedeiros. O parasito tem uma ampla distribuição mundial, sendo que as
formas mais graves da doença ocorrem principalmente em indivíduos imunocomprometidos.
A heme oxigenase-1 (HO-1) é a enzima responsável pelo catabolismo da heme livre, um
composto capaz de induzir uma intensa resposta inflamatória. Além disso, a expressão de HO-
1 é induzida diante de vários estímulos, desencadeando uma resposta anti-inflamatória em
situações de estresse biológico. Com o objetivo de investigar o papel da HO-1 na infecção por
T. gondii, macrófagos RAW 264.7 foram infectados com parasitos da cepa RH e tratados com
protoporfirina de zinco IX (ZnPPIX) ou hemina, os quais inibem ou induzem a atividade de
HO-1, respectivamente. Para verificação do papel da HO-1 na infecção in vivo, camundongos
BALB/c e C57BL/6 foram infectados com a cepa ME49 de T. gondii e tratados com ZnPPIX
ou hemina. Os resultados mostraram que a inibição de HO-1 diminuiu o parasitismo nos
macrófagos RAW 264.7, sendo que esse mecanismo parece ser independente de óxido nítrico
(NO), uma vez que o tratamento com ZnPPIX não alterou os níveis de produção de NO. Além
disso, macrófagos infectados, estimulados com IFN-g e tratados com hemina mostraram um
aumento na produção de NO. No entanto, essas células quando infectadas e tratadas apenas
com hemina apresentaram uma maior replicação do parasito. Durante a infecção in vivo,
observou-se que a atividade de HO-1 não ocasionou alterações expressivas na patologia dos
órgãos periféricos de camundongos BALB/c e C57BL/6 infectados com T. gondii. Apesar
disso, camundongos de ambas as linhagens tratados com ZnPPIX apresentaram maior
parasitismo tecidual no pulmão, enquanto que o tratamento com hemina diminuiu a replicação
do parasito no intestino e pulmão de camundongos C57BL/6. A mensuração de citocinas
(IFN-g, TNF, TGF-b e IL-10) no soro dos animais infectados e tratados com hemina ou
ZnPPIX mostrou que a indução ou inibição de HO-1 não altera significativamente os níveis
sorológicos de citocinas nos animais BALB/c e C57BL/6 infectados com T. gondii.. Em
conclusão, nossos dados sugerem que o aumento da atividade de HO-1 é importante para
diminuir a replicação de T. gondii no pulmão e no intestino delgado, embora seja necessária a
elucidação dos mecanismos envolvidos. Além disso, os mecanismos mediados pela HO-1
durante a infecção por T. gondii são diferentes in vitro e in vivo, uma vez que o aumento da
atividade de HO-1 potencializa a multiplicação do parasito in vitro.
Abstract
Toxoplasma gondii is an apicomplexan parasite characterized to induce type 1 immune
response in infected hosts. The parasite has a worldwide distribution and the more severe
forms of the disease occur mainly in immunocompromised individuals. Heme oxygenase-1
(HO-1) is the enzyme that catabolizes free heme that induces an intense inflammatory
response. Furthermore, the expression of HO-1 is induced by different stimuli, triggering an
anti-inflammatory response during biological stress. In order to investigate the role of HO-1
during T. gondii infection, RAW 264.7 macrophages were infected with RH strain of T.
gondii and treated with zinc protoporphyrin IX (ZnPPIX) or hemin, which inhibit or induce
HO-1 expression, respectively. To verify the role of HO-1 during in vivo infection, BALB/c
and C57BL/6 mice were infected with ME49 strain of T. gondii and treated with hemin or
ZnPPIX during 12 days. The results showed that the inhibition of HO-1 decreased the
parasitism in murine RAW 264.7 macrophages and this mechanism seems to be independent
of nitric oxide (NO), since ZnPPIX treatment did not alter NO production. In addition,
infected RAW 264.7 macrophages stimulated with IFN-g and treated with hemin presented an
increase in NO production; on the other hand, RAW 264.7 cells treated with hemin presented
higher parasite replication in comparison with non-treated ones. During in vivo infection, we
observed that the activity of HO-1 did not alter the inflammatory changes in the organs of T.
gondii infected BALB/c and C57BL/6 mice. Interestingly, both mice lineages treated with
ZnPPIX showed higher parasitism in the lung, whereas treatment with hemin decreased the
replication of the parasite in the lung and small intestine of C57BL/6. The levels of IFN-g,
TNF, TGF-b and IL-10 in the sera of infected animals were not altered with the inhibition or
induction of HO-1 activity. In conclusion, our data suggest that the increased HO-1 activity is
important to decrease T. gondii replication in the lung and small intestine, although the
mechanisms involved need to be elucidated. Additionally, the mechanisms mediated by HO-1
in T. gondii infection are different in vitro and in vivo, since the increased HO-1 activity
enhances the parasite multiplication in vitro.
Palavras-chave
Camundongos BALB/c e C57BL/6, Citocinas, Heme oxigenase-1, Hemina, Óxido nítrico, Toxoplasma gondii, ZnPPIX, BALB/c and C57BL/6 mice, Cytokines, Nitric oxide, Hemin, Toxoplasmose
Citação
ARAUJO, Ester Cristina Borges. Heme oxigenase-1 na infecção por Toxoplasma gondii: funções
divergentes no controle do parasitismo in vitro e in vivo. 2011. 74 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.