Espécie do parasita é determinante na resposta imune à leishmaniose cutânea

15/09/2014

Por Elton Alisson
Agência FAPESP – Profissionais de saúde que atuam na região amazônica deparam-se frequentemente com pacientes com leishmaniose tegumentar (ou cutânea). Esses pacientes podem apresentar desde lesões na pele – que, em alguns imunologicamente resistentes, se curam de forma espontânea – até úlceras nas mucosas que atingem a cartilagem do nariz e o palato, além de nódulos e placas eritematosas infiltradas, incuráveis pelo corpo.

Interação com o hospedeiro varia de acordo com o subgênero e a espécie do protozoário, apontam estudos feitos na USP e em instituições do Pará e do Maranhão (imagem: FMUSP)

“Acompanhamos por mais de 20 anos um paciente com leishmaniose tegumentar cheio de lesões espalhadas pelo corpo que não curaram”, disse Carlos Eduardo Pereira Corbett, professor do Departamento de Patologia e chefe do Laboratório de Patologia de Moléstias Infecciosas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), à Agência FAPESP. “Nesse caso, indicamos ações paliativas, para que o paciente não sofra muito.”
Um grupo de pesquisadores da instituição, em colaboração com colegas do Instituto Evandro Chagas, em Belém (PA), e da Universidade Federal do Maranhão (UFMA), descobriu, durante pesquisas desenvolvidas no âmbito de um Projeto Temático, que, além de ser influenciada pelo perfil genético e imunológico do hospedeiro, a resposta imune à leishmaniose tegumentar também é determinada pela espécie do parasita.
Alguns dos principais resultados do estudo, coordenado por Corbett, foram publicados nas revistas Archives of Dermatological Research, The Journal of Federation of American Societies for Experimental Biology – Faseb Journal, Parasite Immunology e Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene.
“Constatamos que alguns tipos de lesões cutâneas de leishmaniose tegumentar estão mais relacionados a uma espécie de parasita que modula a resposta imune do paciente infectado para desenvolver resistência ou suscetibilidade à doença”, afirmou Corbett.
A constatação foi feita por meio de estudos realizados pelos pesquisadores com pacientes de áreas endêmicas de leishmaniose no Pará e no Maranhão, diagnosticados e acompanhados por eles, em alguns casos, há cerca de 20 anos.

De acordo com Corbett, a leishmaniose tegumentar é transmitida para os humanos – e para animais silvestres como roedores, marsupiais, edentados e primatas – pela picada de fêmeas de insetos flebotomíneos (Diptera: Psychodidae) infectados por Leishmania. Os pesquisadores estimam que tenha ocorrido, nos últimos cinco anos, cerca de 30 mil casos da doença por ano no Brasil.
Na Amazônia brasileira – que tem a maior variedade de espécies do parasita no mundo e o maior número de casos de infecção no país e na América Latina –, a doença é causada por sete espécies do protozoário, sendo seis do subgênero Viannia – L. braziliensis, L. guyanensis, L. shawi, L. lainsoni, L. naiffi e L. lindenbergi – e uma do subgênero Leishmania, a L. amazonensis.

Ao ser infectado por uma dessas espécies de parasita intracelular – que ataca células macrofágicas (hospedeiras) –, o sistema imune do hospedeiro aciona uma série de células de defesa e anticorpos, entre outros mecanismos, que interagem com o protozoário e determinam sua destruição ou sobrevivência e, consequentemente, a resistência ou a suscetibilidade à doença.
Em caso de resistência à doença o hospedeiro pode desenvolver lesões na pele que são curadas espontaneamente. Em casos mais graves de infecção por L. braziliensis, nos quais a resposta imune do organismo ao parasita é muito agressiva, podem ser desencadeadas úlceras nas mucosas.
Já no caso da suscetibilidade, o hospedeiro pode desenvolver, na forma mais grave, lesões cutâneas incuráveis em todo o corpo – em um quadro denominado de leishmaniose alérgica difusa –, como um paciente atendido durante mais de 20 anos pelo pesquisador Fernando Silveira, do Instituto Evandro Chagas de Belém (PA), e um dos pesquisadores principais do projeto.
“A Leishmania tem 250 milhões de anos e foi se adaptando ao longo desse tempo”, disse o pesquisador. “A compreensão dos mecanismos de interação do parasita com o hospedeiro – foco do nosso grupo de pesquisa – ainda representa um grande desafio”, disse.

Papel do parasita

Até agora se sabia que a variação da resposta clínica e imunológica à infecção por Leishmania estava relacionada, principalmente, com o perfil genético e imunológico dos hospedeiros.
Os pesquisadores desse projeto demonstraram que a espécie do parasita também exerce um papel fundamental na determinação do tipo de resposta imune.

As espécies do protozoário do subgênero Viannia, como a L. braziliensis e a L. guyanensis, induzem a produção de duas citocinas (proteínas que modulam a função de células) – IFN-γ e TNF-α – que fazem as células macrofágicas infectadas produzir óxido nítrico (NO) e eliminar o parasita. O hospedeiro, nesse caso, desenvolve resistência à infecção.

Em contrapartida, as espécies do subgênero Leishmania, como a L. amazonensis, estimulam a produção das citocinas como a interleucina-4 (IL-4), interleucina-10 (IL-10) e TGFβ1, que têm capacidade de suprimir a função da citocina IFN-γ e, consequentemente, desativar o macrófago, favorecendo a multiplicação do parasita e a suscetibilidade do hospedeiro à doença.
“É claro que o perfil imunogenético é importante na resposta imune do hospedeiro contra a infecção”, disse Cláudia Maria de Castro Gomes, pesquisadora da FMUSP e uma das pesquisadoras principais do projeto. “Mas observamos por meio de análises de células e tecidos dos pacientes que a espécie do parasita também ajuda a polarizar a resposta ao modulá-la”, avaliou.
Infecção experimental
Para verificar se os resultados poderiam ser observados experimentalmente, os pesquisadores usaram modelos animais. Em um dos estudos, publicado nas revistas Parasite Immunology e Parasitology Research, eles infectaram camundongos com parasitas L. amazonensis e L. braziliensis.
A infecção por L. amazonensis levou à progressão da doença, com aumento do tamanho de lesões e da carga parasitária no animal. Já a infecção por L. braziliensis causou um discreto aumento de lesões entre a sexta e a sétima semana de inoculação do parasita, com posterior regressão e redução da carga parasitária.
“Conseguimos reproduzir e corroborar no modelo experimental os resultados observados na infecção em humanos”, disse Marcia Dalastra Laurenti, professora da FMUSP, que também é uma das pesquisadoras principais do projeto.
Os pesquisadores também realizaram um estudo experimental com cinco espécies de macacos neotropicais – Callithrix jacchus, Callithrix penicillata, Saimiri sciureus, Aotus azarae infulatus e Callimico goeldii –, do Centro de Primatas do Instituto Evandro Chagas em Belém, no Pará.
As células macrofágicas do peritônio dos animais foram infectadas com parasitas das espécies L. braziliensis e L. amazonensis, além da L. infantum chagasi, causadora de leishmaniose visceral, que atinge órgãos como o fígado e baço.

Os resultados do experimento, publicados na Revista do Instituto de Medicina Tropical de São Paulo, indicaram que, apesar de infectadas, as células macrofágicas dos animais controlaram a infecção.
“Observamos que, após 48 horas de infecção, a presença do parasita no interior das células diminuía e tendia a desaparecer”, disse Laurenti. “As células produziam citocinas, reagentes de oxigênio e nitrito que são capazes de controlar o crescimento e destruir o parasita”, explicou.


A fim de aprofundar os estudos e buscar outro modelo experimental de primata suscetível à infecção por Leishmania, os pesquisadores infectaram macacos-prego (Sapajus apella) por via intradérmica na cauda também com parasitas das espécies L. braziliensis e L. amazonensis.
Os resultados do estudo, publicado no fim de agosto na revista BioMed Research International, apontaram que, a exemplo das outras cinco espécies de primatas neotropicais, os macacos-prego também foram capazes de controlar a infecção por Leishmania.

A infecção por L. braziliensis durou, aproximadamente, 300 dias e causou lesões no animal que foram naturalmente cicatrizadas. Já a infecção por L. amazonensis durou menos – por volta de 180 dias – e também foi curada espontaneamente.
“Vimos que o primata é um bom modelo para estudar evolutivamente a forma localizada da doença, que culmina na cura espontânea e resistência”, disse Laurenti. “Das seis espécies de primatas que estudamos experimentalmente nenhuma apresentou suscetibilidade à leishmaniose visceral”, afirmou.

Alvo para combater a leishmaniose é identificado

25/07/2012

Elton Alisson, de São Luís (MA)

Agência FAPESP – O uso de antimoniais pentavalentes é considerado caro, tóxico e ineficaz no atual tratamento da leishmaniose, doença crônica causada por protozoários do gênero Leishmania.
A leishmaniose é considerada pela Organização Mundial da Saúde (OMS) uma das chamadas “doenças negligenciadas”, por atingir populações pobres de países em desenvolvimento e, por isso mesmo, não receber a devida atenção da indústria farmacêutica para pesquisa de novos medicamentos.
Um estudo realizado por pesquisadores do Departamento de Fisiologia do Instituto de Biociências (IB) da Universidade de São Paulo (USP), em parceria com cientistas do Departamento de Microbiologia Molecular da Escola de Medicina da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, pode contribuir para o desenvolvimento de um novo fármaco que possa impedir que o parasita causador da doença infecte e se prolifere em humanos.

Os pesquisadores demonstraram pela primeira vez a importância da localização de uma enzima dentro do glicossoma – organelas exclusivas da família dos tripanosomatídeos, a qual as Leishmanias pertencem – do parasita causador da doença, que pode ser um potencial alvo para impedir o crescimento do protozoário.
Os resultados da pesquisa, apoiada pela FAPESP por meio de um Projeto Temático, foram publicados na revista PLoS One.

Os resultados também foram apresentados em uma conferência realizada no dia 22 de julho durante a 64ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), realizada até o dia 27 no campus da Universidade Federal do Maranhão (UFMA), em São Luís.
Nos últimos anos, o grupo de pesquisadores da USP tem se dedicado a entender como o parasita causador da leishmaniose se relaciona com o homem e quais materiais utiliza para assegurar sua sobrevivência ao infectar um hospedeiro.
Um desses materiais identificados pelos pesquisadores de diferentes países que estudam a doença é a arginase – enzima de uma via metabólica das Leishmanias que é fundamental para o crescimento do parasita e está compartimentada em seu glicossoma.
Na pesquisa realizada em parceria com cientistas dos Estados Unidos, foi demonstrada que a compartimentalização adequada da arginase no glicossoma da Leishmania amazonensis é importante para a atividade e para possibilitar que o parasita infecte o hospedeiro.
“Demonstramos que a localização da arginase é importante dentro da fisiologia celular do parasita”, disse Lucile Maria Floeter-Winter, professora do IB e coordenadora do projeto, à Agência FAPESP.
Segundo Floeter-Winter, as constatações feitas no estudo abrem a possibilidade de se interferir no ciclo da doença, utilizando um novo medicamento que consiga inibir a enzima do parasita, por exemplo, de modo a interromper a infecção.
“A descoberta mais importante deste estudo foi identificar a importância da localização da arginase, que é um alvo importante para impedir que o parasita cresça em mamíferos”, avaliou Floeter-Winter.

Inibir a arginase
O parasita da leishmaniose é transmitido ao homem por insetos vetores conhecidos como flebotomíneos, como o mosquito-palha, que, ao picar um mamífero para se alimentar de seu sangue, injeta nele o protozoário na forma promastigota (com um flagelo longo).
Para combater o parasita, o organismo humano e de outros mamíferos infectados recrutam células de defesa do sangue, conhecidas como macrófagos, para interceptá-los. Porém, o protozoário consegue se multiplicar no interior dos macrófagos.

Ao romper, os macrófagos liberam essas células na forma amastigota (sem flagelo), que migram pelo corpo humano ou do animal à procura de um tecido onde possam se multiplicar e se estabelecer. E, ao picar um humano ou animal infectado, o mosquito flebotomíneo se infecta pelo parasita, fechando o ciclo da doença.
Segundo Floeter-Winter, para que possa ser mais eficaz do que os tratamentos utilizados, uma nova droga para combater a leishmaniose deverá percorrer todo essa trajetória de desenvolvimento do parasita e, por conseguinte, da enzima arginase.

“Como essa enzima está compartimentalizada dentro do glicossoma, do parasita na forma amastigota, do fagolissomo (lisossomo que realiza fagocitose) e dentro do macrófago, uma nova droga ou fármaco para leishmaniose deverá fazer todo esse percurso para inibir a arginase: atravessar a membrana do macrófago, do fagossomo, do parasita e do glicossoma. E isso representa um caminho árduo”, avaliou.
O artigo Leishmania amazonensis arginase compartmentalization in the glycosome is important for parasite infectivity (doi: 10.1371), de Floeter-Winter e outros, publicado na revista PLoS One, pode ser lido em www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0034022.

Dinâmica da infecção

24/08/2011

Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – O fator de transformação de crescimento beta (TGF-β, na sigla em inglês) tem sido relacionado à patogênese de diversas doenças, incluindo as infecções oportunistas causadas pelo complexo Mycobacterium avium , que afetam pessoas com o sistema imune comprometido, como os pacientes de Aids.

No entanto, o mecanismo pelo qual o TGF-β controla a replicação das bactérias do complexo Mycobacterium avium é mais intrincado do que se imaginava, de acordo com um estudo realizado por um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp).
O trabalho, publicado na revista PLoS One, foi parte da pesquisa de doutorado de Carolina L’Abbate, orientada por Joel Machado Junior e Celia Regina Whitaker Carneiro, respectivamente professores do Departamento de Ciências Biológicas e do Departamento de Microbiologia, Imunobiologia e Parasitologia da Unifesp.

O estudo foi feito no âmbito do Projeto Temático “Micobactérias de importância médica no Brasil: caracterização molecular, interação com o meio ambiente e com macrófagos”, apoiado pela FAPESP, coordenado por Sylvia Luisa Pincherle Cardoso Leão e que teve Carneiro entre seus pesquisadores principais. Além deles, o artigo teve participação de Elizabeth Cristina Pérez-Hurtado e Ivone Cipriano.
De acordo com Machado Junior, ao desvendar o importante mecanismo de controle do TGF-β sobre a replicação das bactérias do complexo Mycobacterium avium, o trabalho ajuda a “compreender como funcionam as armas do inimigo”.
“O estudo traz novas perspectivas para a compreensão da influência do TGF-β sobre a resposta do hospedeiro. Quanto melhor entendermos os mecanismos pelos quais essas bactérias subvertem a resposta do hospedeiro, mais abrimos perspectivas para o design de intervenções terapêuticas mais eficazes no tratamento dessas infecções”, disse Machado à Agência FAPESP.

Segundo ele, vários patógenos que infectam macrófagos, como a Toxoplasma gondii, Leishmania amazonensis, Trypanossoma cruzi e as bactérias do complexo Mycobacterium avium, desenvolveram mecanismos capazes de induzir a produção do TGF-β, que é uma citocina – grupo de moléculas envolvidas na emissão de sinais entre as células durante o desencadeamento das respostas imunes.
“Acreditava-se que a função do TGF-β estava associada apenas à sua capacidade imunossupressora sobre a atividade dos macrófagos, permitindo a proliferação dos patógenos dentro da célula. No entanto, neste estudo mostramos que o mecanismo é mais complexo e os efeitos dessa citocina não são tão diretos”, disse.
O estudo mostrou que os efeitos do TGF-β dependem fortemente da sua amplitude de ação. A citocina coordena a magnitude e a duração da ativação de uma quinase – enzimas que catalisam as reações de fosforilação de proteínas –, a ERK1/2, e dessa forma controla a replicação da bactéria. “Os efeitos dependem da quantidade da citocina presente no macrófago infectado e de quais vias de sinalização ela está coordenando na célula infectada”, disse Machado.
A literatura, segundo ele, já indicava que os macrófagos infectados passavam a produzir maior quantidade da citocina e, com isso, favorecia o crescimento da bactéria dentro da célula. Os cientistas da Unifesp utilizaram um modelo de macrófagos diferenciados pela citocina IL-4, que produzem de forma endógena grandes quantidades de TGF-β, mantendo altos os níveis de atividade de ERK1/2.
“Mas no modelo o efeito era o contrário: a ação do TGF-β sobre o ERK1/2 inibia a replicação da bactéria no interior da célula. Isso sugeria que esse mecanismo pode ser uma estratégia para manter a replicação intracelular de patógenos sobre controle”, explicou.

Arsenal dinâmico

As vias de sinalização intracelular são importantes componentes dos sistemas biológicos, que permitem que as células alterem seu comportamento em função de mudanças ambientais como a infecção.
“Essas vias convertem os sinais externos e geram respostas apropriadas para as mudanças do ambiente externo. Essas respostas incluem mudanças na regulação de processos metabólicos e expressão gênica. Tudo isso é determinado pela amplitude e pelo tipo do sinal que é gerado pelos estímulos. O TGF-β, portanto, funcionaria como um arsenal dinâmico no controle adicional de patógenos”, disse Machado.
O artigo TGF-β-Mediated Sustained ERK1/2 Activity Promotes the Inhibition of Intracellular Growth of Mycobacterium avium in Epithelioid Cells Surrogates (doi:10.1371/journal.pone.0021465), de Carolina L’Abbate e outros, pode ser lido em www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0021465.