Avaliaçao genômica funcional do impacto das diferenças genéticas entre hospedeiros na infecçao por Leishmania amazonensis

Abstract

O estudo genômico funcional da interação patógeno-hospedeiro é de grande importância para a compreensão dos mecanismos moleculares que regem o desencadeamento das doenças infecciosas, sendo os eventos iniciais da interação entre patógenos e seus hospedeiros passos potencialmente decisivos para a definição do curso da doença subseqüente. Além de fatores diretamente ligados ao patógeno como patogenicidade e virulência, fatores concernentes ao hospedeiro, tais como seu estado geral de saúde e constituição genética, são extremamente importantes para a determinação do tipo e/ou severidade da doença. Isso é especialmente válido para infecções por parasitas do gênero Leishmania, cuja principal célula hospedeira é o macrófago. As várias espécies desses parasitas têm a capacidade de desencadear diversos quadros clínicos da leishmaniose em um hospedeiro, assim como a infecção por uma única espécie pode ocasionar respostas bastante distintas em diferentes hospedeiros. Com o objetivo de descrever as diferenças genéticas entre macrófagos de duas linhagens diferentes de camundongos isogênicos, uma suscetível (CBA/J) e outra resistente (C57BL/6) à infecção por L. amazonensis, e de avaliar o possível impacto dessas diferenças na seqüência da infecção e no fenótipo de resistência ou suscetibilidade a esse parasita, foi utilizada a tecnologia GeneChip®_ (Affymetrix). Essa tecnologia consiste em uma plataforma de microarranjos de sondas oligonucleotídicas para varredura em larga escala dos transcritos produzidos por uma célula, sendo avaliados os perfis de expressão de mais de 12000 genes murinos simultaneamente. Os macrófagos das duas linhagens foram comparados entre si e dessa comparação foram selecionados 202 genes diferencialmente expressos. Desses genes, vários já foram descritos como tendo algum papel na resposta imune, tanto na ativação quanto na inibição das funções dos macrófagos e outras células de defesa, e podem apontar caminhos para futuras investigações sobre seus papéis na resistência ou suscetibilidade das células à infecção. Entre eles estão os genes que codificam receptores de quimiocinas e citocinas como CCR5 e IL-10R, quimiocinas como CCL3 e CCL4, fator C1q do complemento, receptores de prostaglandinas, várias proteínas da família p200 de proteínas induzidas por IFN-g, além de proteínas relacionadas ao citoesqueleto, adesão celular e fagocitose, entre outras. Também foram comparados macrófagos infectados dessas duas linhagens com controles não-infectados. Nesse caso, vimos padrões bastante complexos de mudanças na expressão gênica das células infectadas, especialmente na linhagem CBA/J onde não foi possível selecionar genes com expressão diminuída na infecção com significância estatística. Esse trabalho mostra uma visão preliminar das diferenças genéticas entre duas linhagens de camundongo e das mudanças na expressão gênica dos macrófagos quando infectados por L. amazonensis. Novos estudos devem ser realizados para confirmação desses resultados e para elucidação dos mecanismos moleculares envolvidos nos fenótipos de resistência e suscetibilidade a esse parasita

The study of the functional genomics of host-pathogen interactions is of great importance for the comprehension of the molecular mechanisms controlling the onset of infectious diseases, being the early events of the interaction between pathogens and their hosts decisive steps for the outcome of the subsequent disease. Besides factors directly linked to the pathogen itself, such as pathogenicity and virulence, factors related to the host, such as general state of health and genetic background, are extremely important for the determination of the type and/or severity of the disease. This is especially true when we talk about infection with parasites of the genus Leishmania, whose main host cell is the macrophage. The various species of these parasites have the characteristic of producing many different clinical manifestations of leishmaniasis when infecting a host, just as the infection by a single species may elicit very diverse responses in different hosts. With the objective of describing the genetic differences between macrophages of two different strains of inbred mice, one of which is susceptible (CBA/J) and the other resistant (C57BL/6) to infection with L. amazonensis, and of evaluating the possible impact of these differences on the course of the infection and on the phenotype of resistance or susceptibility to this infection, the Affymetrix GeneChip® technology was used. This technology consists of a platform of oligonucleotide probe microarrays to scan a large portion of the transcripts produced by a cell at a specific moment. More than 12000 murine genes had their expression profiles evaluated in this study. Macrophages from the two strains were compared and 202 differentially expressed genes were selected from this comparison. Many of these genes have already been described as playing some part in the immune response, be it activating or inhibiting macrophage functions as well as those of other defense cells and can open new windows for future investigations on their holes in the resistance or susceptibility of cells to infection. Among them, genes coding chemokine and cytokine receptors such as CCR5 e IL-10R can be found, as well as those encoding chemokines like CCL3 e CCL4, complement factor C1q, prostaglandin receptors, and various proteins of the p200 family of IFN-g induced proteins. Also, genes encoding proteins related to the cytoskeleton, cellular adhesion and phagocytosis, among others, were selected. We also compared infected macrophages of both strains with non-infected controls. In this case, we observed very complex patterns of changes in gene expression of the infected cells, especially of the CBA/J strain, where it was not possible to select genes with a statistically significant decrease in expression during the infection. This work shows a preliminary view of the genetic differences between two mouse strains and of the changes in macrophage gene expression when infected with L. amazonensis. More studies must be done in order to confirm these results and to elucidate the molecular mechanisms involved in the resistance and susceptibility to this parasite.