Study on the production and action of antimicrobial peptides in mice submitted to LPS tolerance and to sepsis by CLP

Os peptídeos antimicrobianos são importantes ferramentas do sistema imune inato para controle das infecções e recentemente tem sido investigado seu potencial como estratégia terapêutica nas infecções e sepse. Estes peptídeos apresentam diversas atividades decorrentes de mecanismos de ação antimicrobianas e imuno estimuladoras. A indução de tolerância com a administração de pequenas doses de LPS reduz a mortalidade em modelos animais de sepse, modulando diversos aspectos do sistema imune. Nossa hipótese neste estudo foi que o efeito protetor da tolerância ao LPS está relacionado com a modulação da produção dos peptídeos antimicrobianos na sepse. A tolerância ao LPS foi induzida em camundongos C57bl/6 por injeção de lipopolissacarídeo de E. coli na dose de 1mg/kg por cinco dias. No oitavo dia os animais foram eutanasiados por overdose anestésica ou submetidos ao modelo de ligadura e punção cecal. Após seis horas os animais foram eutanasiados por overdose anestésica e o sangue, baço, intestino e pulmões foram coletados para determinação das concentrações de citocinas e peptídeos antimicrobianos. Nossos resultados mostram que o efeito da tolerância ao LPS sobre a produção de peptídeos antimicrobianos é tecido específica. Sistemicamente (plasma) a tolerância aumenta a concentração plasmática de beta defensina-3 e CRAMP somente em animais submetidos à CLP. No baço ocorre redução de beta defensinas 1 e 7 pela CLP e também pela tolerância. No pulmão há elevação de beta defensinas 1 e 3 pela CLP e esta é revertida pela tolerância. No intestino ocorre redução de defensinas pela tolerância tanto em animais controle quanto em animais submetidos à CLP. Observamos em nosso estudo um padrão invertido entre as concentrações de peptídeos antimicrobianos e citocinas no intestino e baço dos animais, principalmente nos submetidos à CLP. Quanto maior a concentração da citocina no tecido, menor a concentração da defensina em questão. No intestino podemos observar que a tolerância e a CLP aumentam a concentração de IL-6 e IL-10 e diminuem as concentrações de beta defensinas 1 e 7. No baço observamos esse padrão entre beta defensina-7 e IL-6 e entre beta defensina-1 e TNF-alfa. Não foi possível encontrar esse tipo de correlação no pulmão. Concluímos que os efeitos protetores da tolerância ao LPS estão relacionados com uma menor produção de defensinas no baço, pulmão e intestino de animais submetidos à sepse, e com maior concentração de peptídeos antimicrobianos no plasmaAntimicrobial peptides are important tools of the innate immune system to control infections and its potential as a therapeutic strategy in infections and sepsis has recently been investigated. These peptides present both antimicrobial and immuno-stimulatory activities. Lipopolysaccharide (LPS) tolerance is a defense mechanism against invading microorganisms also widely distributed in nature. Induction of tolerance with the administration of small doses of LPS reduces mortality in animal models of sepsis, modulating several immune system aspects. Our hypothesis was that the protective effect of LPS tolerance is related to the modulation of antimicrobial peptide production in sepsis. LPS tolerance was induced in C57bl / 6 mice by injection of E. coli LPS at 1mg / kg for five days. On the eighth day the animals were submitted to the sepsis model of cecal ligation and puncture. After six hours the animals were euthanized by anesthetic overdose and blood, spleen, intestine and lungs were collected for the determination of cytokines and antimicrobial peptides concentrations. Our results show that the effect of LPS tolerance on the production of antimicrobial peptides is tissue specific. LPS tolerance increases the plasma concentration of beta-defensin-3 and CRAMP only in animals undergoing CLP. In the spleen, there is reduction of ? defensins 1 and 7 by CLP and also by tolerance. In the lung, there is elevation of beta defensins 1 and 3 by PLC and this is reversed by tolerance. In the intestine, there is reduction of defensins by tolerance in both control and CLP animals. In our study, we observed an inverted pattern between the concentrations of antimicrobial peptides and cytokines in the intestine and spleen of animals, especially those submitted to CLP. The higher the cytokine concentration in the tissue, the lower the concentration of defensin in question. In the gut we can observe that tolerance and CLP increases IL-6 and IL-10 concentration and decreases ? defensins 1 and 7 concentrations. In the spleen, we observed this pattern between ?-defensin-7 and IL-6 and between alpha-defensin-1 and TNF-alpha. It was not possible to find this type of correlation in the lung. We conclude that the protective effects of LPS tolerance are related to a lower production of defensins in the spleen, lung and intestine of animals submitted to sepsis, and with a higher concentration of antimicrobial peptides in plasm