Role of leukotrienes in immune protection conferred by the heterologous immunization BCG/DNA-HSP65 against tuberculosis

A tuberculose é responsável por mais de 2 milhões de mortes ao ano. A imunidade protetora contra a tuberculose está relacionada com a ativação de linfócitos CD4+ e CD8+ produtores de IFN-g, citocina que potencializa os mecanismos microbicidas dos macrófagos para eliminação dos bacilos. Nos últimos anos, o leucotrieno B4 (LTB4) destacou-se como mediador lipídico que participa da imunidade protetora contra diversas infecções, incluindo a tuberculose. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar o papel dos leucotrienos na proteção induzida pela imunização homóloga com DNA-HSP65 ou heteróloga com BCG/DNA-HSP65. Para isso, inicialmente, nós confirmamos a participação dos leucotrienos no controle da infecção por M. tuberculosis ao mostrar que animais C57BL/6, que controlam a replicação dos bacilos, secretam mais LTB4; e ao bloquear a síntese de leucotrienos com a droga MK-886, estes animais ficaram suscetíveis à infecção. Em seguida, nós passamos a avaliar se os leucotrienos participavam da proteção conferida pela imunização homóloga com DNA-HSP65 ou heteróloga (prime-boost) com BCG/DNA-HSP65. Nossos resultados mostraram que animais deficientes para a síntese de LT (5-LO KO) infectados foram mais suscetíveis à infecção em relação aos animais WT. A maior suscetibilidade dos animais 5-LO KO foi associada à redução na secreção de IFN-g, nitrito e IL-17, aumento na secreção de PGE2, defeitos no recrutamento de células inflamatórias e aumento no influxo de células Foxp3+ para os pulmões. A imunização homóloga perdeu completamente seu efeito protetor na ausência de leucotrienos, enquanto a imunização heteróloga induziu proteção parcial. Animais 5-LO KO imunizados pelo esquema prime-boost secretaram concentrações mais elevadas de IL-17 e tiveram menor influxo de células Foxp3+ para os pulmões quando comparados aos animais 5-LO KO não imunizados e infectados. A inibição da síntese de prostaglandinas durante o protocolo de imunização pela estratégia prime-boost reduziu a capacidade protetora da vacina tanto em animais WT como nos 5-LO KO, sugerindo que as prostaglandinas podem desempenhar papel no processo de imunização. Em conjunto, nossos resultados reforçam a importância dos leucotrienos na imunidade protetora contra tuberculose, sugerindo sua atuação indireta, uma vez que, além de contribuírem para síntese de IFN-g e nitrito, também parecem colaborar na síntese de IL-17.Tuberculosis is responsible for more than 2 millions of death for year. The immune response against tuberculosis is related to activation of IFN-g-producing CD4+ and CD8+ cells. IFN-g increases the microbicidal mechanisms of macrophages to kill intracellular bacilli. Recently, the lipid mediator leukotriene B4 (LTB4) has been related to protection against several diseases, including tuberculosis. In this sense, the aim of this study was to evaluate the role of leukotrienes in the protection induced by homologous immunization with DNA-HSP65 or heterologous with BCG/DNA-HSP65 (prime-boost). Firstly, we confirmed the role of leukotrienes to control the replication of M. tuberculosis when we showed that C57BL/6 mice, which are able to contain bacilli growth, secreted high levels of LTB4; and when we blocked leukotrienes synthesis by treatment with MK-886, C57BL/6 mice became more susceptible to infection. Then, we evaluated the role of leukotrienes in the protection induced by homologous or heterologous (prime-boost) immunization. Our data showed that animals deficient in leukotrienes synthesis (5-LO KO) infected with M. tuberculosis were more susceptible to infection than WT mice. The higher susceptibility of 5-LO KO was related to the decreasing of IFN-g, nitrite and IL-17 production, increasing of PGE2 secretion, defective recruitment of inflammatory cells and increased influx of Foxp3+ cells to the lungs. Homologous immunization has lost completely its protector effect in the absence of leukotrienes, while heterologous immunization induced only partial protection. Prime-boost-immunized 5-LO KO mice secreted higher levels of IL-17 and had lower influx of Foxp3+ cells to the lungs, when compared to non-immunized infected 5-LO KO. The abrogation of the synthesis of prostaglandins during the immunization by prime-boost reduced the protector effect of the vaccine either in WT and 5-LO KO mice, suggesting that prostaglandins may be important to the process of immunization. Together, our data reinforce the key role of leukotrines in immune response against tuberculosis, suggesting that these lipid mediators may act indirectly to induce IFN-g, nitrite and IL-17 synthesis