Profile of cytokines produced by macrophages in the presence of intimin and bundlin (BfpA) of enteropathogenic Escherichia coli

Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) é um dos principais agentes etiológicos da diarreia infantil tanto em países desenvolvidos como em países em desenvolvimento. Esta bactéria possui dois fatores de virulência comprovadamente envolvidos na patogênese, intimina e bundle-forming pilus (BFP). Este patotipo está dividido em EPEC típica e EPEC atípica, ambos apresentam uma ilha de patogenicidade cromossomal denominada locus of enterocyte effacement (região LEE) onde está localizado o gene eae (E. coli attachment effacement), que codifica a intimina, uma proteína de membrana externa que medeia a adesão íntima da bactéria ao enterócito. Diferente da EPEC típica, as cepas de EPEC atípica não possuem o plasmídeo EAF (EPEC adherence factor) no qual encontra-se o operon bfp (bundle forming pilus) constituído por 14 genes incluindo bfpA o qual codifica a bundlina (BfpA), principal subunidade da fímbria Bfp, que possibilita a agregação bacteriana. Na infecção por EPEC ocorre grave disfunção da barreira epitelial, e uma das conseqüências é a inflamação. Na literatura, é bem descrito a interação entre as proteínas efetoras de EPEC com as células epiteliais e os processos iniciais da interação bactéria à célula hospedeira. Entretanto, poucos são os estudos que analisam a produção de citocinas em infecções por EPEC ou suas moléculas efetoras com relação a ativação de macrófagos, fundamentais para o controle do processo inflamatório e geração da resposta imune durante esta infecção. A análise das citocinas produzidas constitui uma parte importante da resposta imune e representa a tentativa do hospedeiro em lidar com um determinado microrganismo. Em função disto analisou-se o papel da intimina e do BfpA na capacidade de ativar a resposta inata mediada por macrófagos in vitro, onde avaliou-se a produção de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1, IL-6 e IL-12), citocina antiinflamatória (IL-10) e quimiocina (MCP-1). Os resultados demonstraram que as proteínas recombinantes intimina e BfpA são potentes ativadores de macrófagos, de forma dose dependente, produzindo TNF-α, IL-12 e IL-6, IL-10 e MCP-1, mas não IL-1β. Neste estudo não foi observado efeito sinérgico na produção de citocinas pró-inflamatórias ao associar intimina e BfpA, entretanto em dose mais elevada potenciou a produção de IL-10, um mediador antiinflamatório. O efeito imune obtido foi atribuído majoritariamente a estas proteínas uma vez que o tratamento destas com polimixina B não alterou a produção de TNF-α. Conclui-se que intimina e BfpA são potentes ativadores de macrófagos durante a resposta inata podendo colaborar para o controle do processo inflamatório durante a infecção por EPEC.Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a common cause of childhood diarrhea in developed countries as well as developing countries. This bacterium has two proven virulence factors involved in pathogenesis, intimin and bundle-forming pilus (BFP). This pathotype EPEC is divided into typical and atypical EPEC, both having a chromosomal pathogenicity island called locus of enterocyte effacernent (LEE region) which contains the gene eae (E. coli attachment effacement). eae encodes intimin, an outer membrane protein that mediates the intimate adherence of bacteria to the enterocyte. Unlike typical EPEC, atypical EPEC strains do not possess the plasmid EAF (EPEC adherence factor) which is in the operon bfp (bundle forming pilus) consisting of 14 genes including bfpA, which encodes bundlin (BfpA), the main subunit of BFP allowing bacterial aggregation. EPEC infection occurs in severe dysfunction of the epithelial barrier, and one consequence is inflammation. In the literature, the interaction between effector proteins of EPEC and epithelial cells and the initial processes of bacterial interaction with the host cell are well described. However, there are few studies that have examined cytokine production in EPEC infections or their effector molecules with respect to macrophage activation, essential for controlling inflammation and immune response during this infection. The production of cytokines is an important part of the immune response and represents the host\'s attempt to deal with a particular microorganism. Therefore, we examined in vitro the role of intimin and BfpA in the ability to activate the innate response mediated by macrophages, where we analyzed the production of the proinflammatory cytokines TNF-α, IL-1, IL-6 and IL-12, and the antiinflammatory cytokine IL-10 and chemokine MCP-1. The results show that recombinant intimin and BfpA are potent activators of macrophages in a dose-dependent manner, where the stimulated cells produce TNF-α, IL-12 and IL-6, IL-10 and MCP-1, but not IL-1β. In this study, no synergistic effect was observed in the production of proinflammatory cytokines by combining BfpA and intimin, although production of IL-10, an antiinflammatory mediator, was potentiated at a higher dose. The effect obtained was largely attributed to these proteins, as the treatment of proteins with polymyxin B did not alter the production of TNF-α. We conclude that intimin and BfpA are potent activators of macrophages during the innate response and may contribute to the control of inflammation during infection with EPEC