Papel da enzima 5-lipoxigenase na infecção oral por Toxoplasma gondii

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais A enzima 5-lipoxigenase (5-LO) é necessária para a produção de leucotrienos e lipoxinas, possuindo papel importante em diversas infecções parasitárias. In vitro, Toxoplasma gondii inibe a produção de leucotrieno B4 (LTB4), um subproduto da via de 5-LO, e camundongos deficientes para a enzima são mais susceptíveis à infecção por esse parasito. O objetivo desse estudo foi investigar o papel da via de 5-LO em camundongos susceptíveis C57BL/6 infectados oralmente com T. gondii. Para isso, camundongos C57BL/6 foram tratados com MK886, um inibidor da via de 5-LO, ou com LTB4, simulando assim, uma maior atividade da enzima. Além disso, uma vez que Strongyloides venezuelensis induz a atividade de 5-LO, camundongos foram tratados com antígeno de S. venezuelensis (AgSv) com o intuito de induzir essa via. Inicialmente, foi observado que T. gondii por si só é capaz de diminuir a expressão de 5-LO no intestino delgado de camundongos com o haplotipo complexo principal de histocompatibilidade (MHC) relacionados à susceptibilidade (H2b) ou resistência (H2d) durante a infecção por T. gondii. O tratamento com AgSv aumenta a expressão de 5-LO no intestino delgado, entretanto, o parasito é capaz de diminuir os níveis da enzima mesmo nos camundongos tratados. Ainda assim, o tratamento com AgSv é capaz de controlar a replicação de T. gondii no intestino delgado de camundongos. Em contrapartida, o tratamento com MK886 reforça ainda mais essa redução de 5-LO no intestino delgado durante a infecção e os camundongos tratados e infectados apresentam alto parasitismo e uma baixa produção local de IL-6, IFN-, e TNF. O tratamento com LTB4 é capaz de controlar a replicação do parasito no intestino delgado, fígado e pulmão, assim como diminui os danos histológicos no fígado e pulmão, porém não altera o perfil de citocinas, assim como as alterações histológicas no intestino delgado de camundongos infectados. Além disso, no intestino delgado, LTB4 é capaz de aumentar a expressão de -defensina 1, um peptídeo antimicrobiano produzido pelas células de Paneth e preservar um maior número dessas células, as quais são importantes para a homeostase intestinal e são reduzidas durante a infecção por T. gondii. Ainda, o tratamento com LTB4 aumentou os níveis de IgA específicas para T. gondii e Escherichia coli no intestino delgado. Em conjunto, esses dados demonstram que T. gondii por si só interfere na via de 5- LO, sendo a sua inibição ainda mais favorável para o parasito; contrariamente, tratamento com LTB4, um subproduto da via, desempenha um papel protetor no intestino delgado durante a infecção experimental, ressaltando a importante relação entre 5-LO e a toxoplasmose. 5-lipoxygenase (5-LO) is an enzyme required for production of leukotrienes and lipoxins and interferes with parasitic infections. In vitro, Toxoplasma gondii inhibits leukotriene B4 (LTB4) production and mice deficient in 5-LO are highly susceptible to infection. The aim of this study was to investigate the role of the 5-LO pathway in susceptible C57BL/6 mice infected by oral route with T. gondii. For this propose, C57BL/6 mice were treated with MK886, an inhibitor of 5-LO pathway, or with LTB4, in order to simulate an increased enzyme activity. In addition, once Strongyloides venezuelensis induces 5-LO activity, mice were treated with S. venezuelensis antigen (AgSv) to induce this pathway. Initially, it was observed that T. gondii itself decreased 5-LO expression in small intestine of mice with susceptible (H2b) or resistant (H2d) major histocompatibility complex (MHC) haplotype to T. gondii infection. AgSv treatment increased the expression of 5-LO in the small intestine, however, the parasite reduced 5-LO even in treated mice. Nevertheless, AgSv treatment controlled the replication of T. gondii in the small intestine of mice. In contrast, treatment with MK886 reinforce this reduction of 5- LO during infection, once treated infected-mice presented higher intestinal parasitism and lower local production of IL-6, IFN-γ, and TNF. Treatment with LTB4 decreased parasite replication in the small intestine, liver and lung, as well as reduced the histological damage in the liver and lung, although does not alter the cytokine profile or histological damage in the small intestine of infected mice. In addition, in the small intestine, LTB4 enhanced -defensin 1 expression, an antimicrobial peptide produced by Paneth cells which are important for intestinal homeostasis and, preserved the numbers of this cell phenotype, despite presenting lower compared with uninfected mice. Moreover, LTB4 treatment increased T. gondii- and Escherichia coli-specific IgA levels in the small intestine of infected animals. Altogether, these data demonstrated that T. gondii itself interferes in the 5-LO pathway, and the inhibition of this pathway is beneficial for the parasite; conversely, treatment with LTB4, an end-product of the pathway, had a protective role in the small intestine during experimental infection, highlighting the important relationship between 5-LO and toxoplasmosis. Tese (Doutorado)