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ENCONTRO INFECÇÕES E TB GOIANIA 2012 MECANISMOS IMUNOLÓGICOS DAS INFECÇÕES RESPIRATÓRIAS E TB . José Roberto Lapa e Silva. Faculdade de Medicina Universidade Federal do Rio de Janeiro. DELINEAMENTO. Relevância do tema Resposta imune inflamatória na porta de entrada - PowerPoint PPT Presentation
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ENCONTRO INFECÇÕES E TBGOIANIA 2012
MECANISMOS IMUNOLÓGICOS DAS INFECÇÕES RESPIRATÓRIAS E TB
José Roberto Lapa e Silva
Faculdade de MedicinaUniversidade Federal do Rio de Janeiro
DELINEAMENTO• Relevância do tema• Resposta imune inflamatória na porta de
entrada- Papel dos neutrófilos
• Resposta imune na infecção latente- Papel do granuloma
• Resposta imune na doença ativa- Imunossupressão na TB ativa
• Conclusões
RELEVÂNCIA DA PESQUISA EM IMUNOLOGIA DA TB
Partículas levitantes
A transmissão aerógenada tuberculose
FOCO(+++)
Partículasinfectantes
CONTATOPartículasmaiores quese depositam
Raios solaresultra-violetasMatam bacilos
Fernando Fiuza de Mello
Em 70% das pessoas que inalam bacilos, eles são detidos na porta de entrada por barreiras e imunidade inata
A depuração mucociliar é importante mecanismoss de defesa contra a TBCélulas e substâncias contribuem para o controle da infecção
Nidação do bacilono alvéolo
Fagocitose pelo macrófago alveolar
Infecção: uma transmissão bem sucedida
Crescimento livre
Fernando Fiuza de Mello
Alvéolo
Capilar
Macrófago
Migração de monócito-macrófagosMaior atividade inicial contra o baciloDiseminação hematogênica intra-monócito
PolimorfoMonócito Linfócito
Fernando Fiuza de Mello
Neutrófilos participam da fase inicial do estabelecimento da infecção por TB
Ectossomas são vesículas dos neutrófilos que suprimem a ação micobactericida dos macs (Duarte TA, Tuberculosis 2012)
Fagocitose e multiplicação bacilarintra-macrófago
Fagocitose
Crescimento livre dobacilo intra macrófago
Macrófago
Lisossoma
Fagossoma
Lisofagossoma (de fusão)Atividade bacilar
bloqueando a fusãofagossoma+lisosso
mae novas
fagocitoses
Rompimento dofagossoma e do
lisofagosoma
Fernando Fiuza de Mello
Imunidade na TB:
Sinalização MHC1Sinalização MHC2
L.T-CD3/8
L.T-CD3/4
Macrófago
4L.T-CD8
Ativação
L.T-CD4
Th 0Ativação
L.Tm
Th 1 Th 2
Diferenciação
Ativação do macrófagoprodução de peróxidos
limitação das lesões
IL2 + g ITIL8 e outras
TFN -a - das lesões
IL4, 5,12e outras
Atividade citotóxicae ação de grânulos
Ativação
Grânulosbactericidas
Grânulosbacteriostáticos
Modelo esquemático do granuloma Necrose caseosa
Capilar
Ptosevascular
Macrófago
Célula deLanghan
s
LinfócitoauxiliarPolimorfo
nuclear
Linfócitomodulador
Fernando Fiuza de Mello
José Roberto Lapa e Silva
Granulomas tuberculosos com necrose caseosa (HE)
José Roberto Lapa e Silva
Células epitelióides formando paliçada em torno do granuloma (IPX, RFD9)
José Roberto Lapa e Silva
Células dendríticas presentes no infiltrado em torno do granuloma (IPX, RFD1)
DIFERENTES ESTÁGIOS DO GRANULOMA
Reece & Kaufmann. Curr Opin Microbiol 2012
HYPOTHESIS
Active TB is marked by a relative immunodepression in the affected host
Despite the increased expression of defense molecules, some individuals evolve to
uncontrolled disease
Possible explanation: increased production of deactivating cytokines in the lungs, such as
IL-10 or TGF-beta
STRATEGY
Use of bronchoalveolar lavages to investigate lung immune response during the development
of active TB
Investigation of phenotypic changes in lung cells, production of cytokines, expression of
cytokine genes, enzymes and receptors during the development of active disease
Co-expression of activating and deactivating cytokines in BAL lysates
Bonecini-Almeida MG et al. Inf. Immun. 2004; 72:2628
TBOLD VOL TB
OLD VOL0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Act
ive
TGF-
(n
g/m
l)
P < .0001
P < .0018
P < .0027
P < .0001
PresumptiveTGF-
NeutralizableTGF-
Presence of biologically active TGF-b ligand in BAL supernatants
Bonecini-Almeida MG et al. Inf. Immun. 2004; 72:2628
IFN- g IL-100
5
10
15
20
25
TBOLDVOL
P < .01
P < .02
Lung
Lav
age
Cyt
okin
es (p
g/m
l)P = .1
P = .1
Presence of cytokines in BAL supernatants
Bonecini-Almeida MG et al. Inf. Immun. 2004; 72:2628
Correlation Between CFP32 (Rv0577) and IL-10 in Sputum of Patients with Active Pulmonary Tb
Huard RC et al. Inf. Immun. 2003; 71:8871
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.00
10
20
30
40
50
Rv0577 (ng/ml sputum)
IL-1
0 (p
g/m
l spu
tum
)
R2 = 0.58
STRATEGY
Collection of induced sputum from bacteriologically confirmed TB patients at the time of diagnosis and at the following times
during treatment: 15 DAYS30 DAYS60 DAYS
180 DAYS
Host immune markers for TB
• We compared cases of TB (n=30), other lung diseases/OLD (n=11), health workers/HCW (n=16) at time of diagnosis;
• TB cases were followed at 15, 30, 60, and 180 days of treatment;
• Cell pellets of induced sputum were lysed, mRNA extracted, and real-time PCR performed;
• Gene expression relative to GAPDH for each mediator was established.
Host immune markers for TB
• The following set of genes were evaluated:- Genes that impair Th-1 immunity: IL-
10, TGFβ-RI and II, IRAK-M, SOCS 1 and 3, IL1Rn, IDO
- Genes that promote Th-1 immunity: IFN-γ,IL-12-p35 and p40, IL-23-p19, TNF-α, NEMO
- Genes that affect both Th-1 and Th-2 responses: CD80, CD86, TLR2
Host Mediators as Surrogate Markers for TB Diagnosis and Response to Anti-TB Treatment
0 15 30 60 180-1000-500
-7-5-3-113
0 15 30 60 180-3
-1
1
3
0 15 30 60 180012345678
10121416
AntiAnti--TB Treatment (days)TB Treatment (days)
Med
ian
Fold
Cha
nges
in m
RN
A E
xpre
ssio
nM
edia
n Fo
ld C
hang
es in
mR
NA
Exp
ress
ion
SOCs3SOCs3ILIL--1Rn1RnIDOIDO
TGFTGF--RIIRIITNFTNFaa
SOCs1SOCs1
IRAKIRAK--MMILIL--1010
CD80CD80CD86CD86
ILIL--23p1923p19
TGFTGF--RIRINEMONEMOIFNIFNgg
ILIL--1212--p35p35
TLR2TLR2ILIL--1212--p40p40
Almeida et al. J Immunol 2009
PROTEIN EXPRESSION IN SPUTUM SUPS IN TB AND CONTROL SUBJECTS
Almeida et al. J Immunol 2009
Sumário dos achados
• Casos de TB expressaram > níveis de mediadores que se contrapõem à resposta tipo Th1
• Altos níveis de mediadores intra (SOCS e IRAK-M) e extracelulares (IL-10, , IDO, etc.) que suprimem a resposta imune
• Estes mediadores são uma resposta direta ao Mtb, pois diminuem muito aos 30 D de tratamento.
Almeida et al. J Immunol 2009
PROPOSED SCHEMATIC VIEW OF IMMUNE REGULATION IN TB
Ho & Lapa e Silva. Discov Med 2010
Hypothesis
Aim
High levels of IL-10 in the lungs of M.tb. infected subjects could facilitate the development of active disease and recurrence of TB.
To investigate the levels of IL-10 and IFN-gamma in the lungs at TB diagnosis and during anti-TB chemotherapy and to correlate these levels to
relapse rates over a long follow-up period
Lago PM et al. Int J Tuberc Lung Dis 2012
Results
IL-10 and IFN-gamma were both present in the lungs of TB patients at all time points but only IL-10 showed two patterns at the
end of the treatment
Lago PM et al. Int J Tuberc Lung Dis 2012
TWO PATTERNS OF IL-10 IN TB PATIENTS IN SERIAL INDUCED SPUTUM
Red bars represent the median of IL-10 values for each time point. Limit of detection 5 pg/ml.
Pattern 1: IL-10 levels decreased until Day 60 of treatment and increased at Day 180
Pattern 2: IL-10 levels decreased until Day 60 of treatment and decreased even further at Day 180
T0 T15 T30 T60 T1800
100
200
300* **
Time points*P = 0,031 between T0 and T60
**P = 0,0393 between T60 and T180
IL-1
0 (p
g/m
l)
T0 T15 T30 T60 T1800
100
200
300
* **
Time points* P = 0,0129 between T60 and T180** P = 0,0063 between T0 and T180
IL-1
0 (p
g/m
l)
Lago PM et al. Int J Tuberc Lung Dis 2012
TB recurrence and the two IL-10 patterns
• 20 patients had a follow up of 69.8 + 1.3 months: six had other TB episodes and 14 didn’t;
• Out of the six cases with TB recurrence, - FIve had Pattern 1 - One had Pattern 2
[OR: 30,0 (CI 95% = 2,19 - 411,3), p= 0,0072 (Fisher’s exact test)];
Lago PM et al. Int J Tuberc Lung Dis 2012
CONCLUSÕES
• A TB latente (LTBI) é um dos maiores desafios da saúde pública mundial (reservatório de 2 bi de pessoas, do qual sairão os casos ativos)
• Os mecanismos de transição da LTBI para TB ativa são largamente desconhecidos
• A imunossupressão própria da TB ativa resulta em maior morbidade e mortalidade
• O estudo da imunopatogenia da TB ajudará a encontrar respostas para estas questões