DELINEAMENTO 03/07/2012 ENCONTRO INFECÇÕES E TB GOIANIA 2012 RELEVÂNCIA DA PESQUISA EM IMUNOLOGIA DA TB

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1 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 - 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 1

2 A transmissão aerógena da tuberculose Partículas Partículas levitantes infectantes Raios solares ultra-violetas Matam bacilos FOCO (+++) Partículas maiores que se depositam CONTATO 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 TB Células e substâncias contribuem para o controle da infecção Infecção: uma transmissão bem sucedida Nidação do bacilo no alvéolo Crescimento livre Fagocitose pelo macrófago alveolar Fernando Fiuza de Mello 2

3 Migração de monócito-macrófagos Maior atividade inicial contra o bacilo Diseminação hematogênica intra-monócito Alvéolo Macrófago Monócito Linfócito Capilar Polimorfo 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 bacilar intra-macrófago Lisossoma Fagocitose Fagossoma Rompimento do fagossoma e do lisofagosoma Atividade bacilar bloqueando a fusão fagossoma+lisosso ma e novas fagocitoses Macrófago Lisofagossoma (de fusão) Crescimento livre do bacilo intra macrófago Fernando Fiuza de Mello 3

4 Imunidade na TB: Sinalização MHC2 Sinalização MHC1 L.T-CD3/4 L.Tm Ativação Th 1 IL2 + γ IT IL8 e outras Macrófago L.T-CD4 Th 0 Diferenciação Grânulos bacteriostáticos Th 2 Ativação IL4, 5,12 e outras L.T-CD3/8 Ativação L.T-CD8 4 Grânulos bactericidas Ativação do macrófago produção de peróxidos limitação das lesões TFN -α das Atividade lesões citotóxica e ação de grânulos Modelo esquemático do granuloma Polimorfo nuclear Necrose caseosa Linfócito auxiliar Capilar Célula de Langhan s Ptose vascular Linfócito modulador Macrófago Fernando Fiuza de Mello Granulomas tuberculosos com necrose caseosa (HE) José Roberto Lapa e Silva 4

5 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) José Roberto Lapa e Silva DIFERENTES ESTÁGIOS DO GRANULOMA Reece & Kaufmann. Curr Opin Microbiol

6 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 6

7 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 Presence of biologically active TGF-b ligand in BAL supernatants P <.0027 Active TGF- β (ng/ml) P <.0001 P <.0018 P < TB OLD VOL Presumptive TGF-β TB OLD VOL Neutralizable TGF-β Bonecini-Almeida MG et al. Inf. Immun. 2004; 72:2628 7

8 Presence of cytokines in BAL supernatants Lung Lavage Cytokines (pg/ml) P =.1 P <.01 IFN- γ P =.1 P <.02 IL-10 TB OLD VOL 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 50 IL-10 (pg/ml sputum) R 2 = Rv0577 (ng/ml sputum) Huard RC et al. Inf. Immun. 2003; 71:8871 STRATEGY Collection of induced sputum from bacteriologically confirmed TB patients at the time of diagnosis and at the following times during treatment: 15 DAYS 30 DAYS 60 DAYS 180 DAYS 8

9 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,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 Median Fold Changes in mrna Expression Anti-TB Treatment (days) TGFβ-RII TNFα SOCs3 IL-1Rn IDO SOCs1 IL-23p19 CD80 CD86 IL-10 IRAK-M IL p40 TLR2 TGFβ-RI NEMO IFNγ IL p35 Almeida et al. J Immunol

10 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

11 Hypothesis High levels of IL-10 in the lungs of M.tb. infected subjects could facilitate the development of active disease and recurrence of TB. Aim 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 Pattern 1: IL-10 levels decreased until Day 60 of treatment and increased at Day * ** Pattern 2: IL-10 levels decreased until Day 60 of treatment and decreased even further at Day * ** IL-10 (pg/ml) IL -10 (pg/ml) T0 T15 T30 T60 T180 Time points *P = 0,031 between T0 and T60 **P = 0,0393 between T60 and T180 0 T0 T15 T30 T60 T180 Time points * P = 0,0129 between T60 and T180 ** P = 0,0063 between T0 and T180 Red bars represent the median of IL-10 values for each time point. Limit of detection 5 pg/ml. Lago PM et al. Int J Tuberc Lung Dis

12 TB recurrence and the two IL-10 patterns 20 patients had a follow up of 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 12