Characterization of IL-1R signaling during the experimental infection by Leishmania infantum

As leishmanioses constituem um complexo de doenças causadas por protozoários do gênero Leishmania, as quais incluem diversas espécies responsáveis por desencadear formas clínicas distintas. A espécie Leishmania infantum, disseminada no Brasil e na América do Sul, está relacionada com comprometimento das vísceras, principalmente baço, fígado e medula óssea, apresentando alto índice de morbidade e mortalidade. É classicamente demonstrado que uma resposta mediada por linfócitos Th1 e Th17 conferem resistência na LV. Nesse sentido, as vias de sinalização ativadas, bem como os mediadores gerados durante a infecção, podem auxiliar no desenvolvimento da resposta imune protetora. Dentre as citocinas produzidas, destaca-se a IL-1 (IL-1? e IL- 1?) que possui papel importante na geração do processo inflamatório conferindo resistência às infecções fúngicas, bacterianas, e também na leishmaniose cutânea. No presente estudo, nosso objetivo foi determinar o papel da via de sinalização mediada por IL-1R durante a infecção experimental por Leishmania infantum. Nossos resultados demonstram que tanto IL-1? quanto IL-1? são produzidas durante a infecção in vivo por L. infantum, sugerindo sua participação na LV. De maneira interessante, a via de sinalização mediada por IL-1R parece estar envolvida na susceptibilidade ao protozoário, visto que animais geneticamente deficientes para IL-1R (IL-1R KO) são mais resistentes à infecção, apresentando menor número de parasitos no baço e fígado nas fases crônicas de infecção. Ainda, o fenômeno de susceptibilidade foi associado a uma regulação negativa da resposta inflamatória, principalmente acerca de células Th1 e também de Th17. A inflamação neutrofílica também foi alterada em animais IL-1R KO infectados. Foi observado aumento do número de neutrófilos bem como da produção de CXCL1 (KC), mediador quimioatraente para neutrófilos no baço de animais IL-1R KO, XVIII mas sem alterar o perfil de ativação dessas células. Ao determinar a citocina envolvida na regulação do processo inflamatório e consequentemente na susceptibilidade ao parasito, observamos que preferencialmente a IL-1? possui papel na progressão da doença, visto que a deleção gênica de enzimas essenciais para a liberação de IL-1? como Caspase 1/11 não alterou o número de parasitos no baço e fígado. Porém, na ausência de IL-1? foi observado um perfil de resistência associado ao aumento dos níveis de IFN-? e IL-17 nos órgãos alvos da doença. Confirmando o papel regulador, o tratamento com anticorpo monoclonal anti-IL1? em animais selvagens (do inglês wild type - WT) infectados reverteu o fenótipo de susceptibilidade e aumentou a resposta imune adaptativa na LV. Ao determinar o papel de IL-1?, macrófagos IL-1? KO diferenciados a partir de precursores de médula óssea, quando infectados com L. infantum, apresentaram concentrações elevadas de óxido nítrico no sobrenadante da cultura, quando comparados aos macrófagos IL-1R KO ou WT, confirmando um papel regulador da resposta imune efetora à infecção por L. infantum. Os efeitos reguladores de IL-1? parecem ser mediados por IL-10, visto que animais IL-1R KO possuem redução significativa dessa citocina mensurada no fígado durante a 6ª semana de infecção. Em conjunto, no presente trabalho demonstramos que a sinalização via IL-1R, com prevalência da IL-1?, regula negativamente a resposta imune efetora do perfil Th1 e Th17 . Consequentemente, há o comprometimento da migração de neutrófilos para o sítio de infecção e ativação de macrófagos permitindo o escape do parasito e estabelecimento da infecção.The leishmaniases are a set of diseases caused by a protozoan of the genus Leishmania, which will lead to different clinical outcomes depending on the specific specie infecting the patient. The specie Leishmania infantum, already spread throughout Brazil and South America, is associated to visceral damage, mainly to the spleen, kidney and bone marrow, presenting high rates of morbidity and mortality. It is classically demonstrated that a response mediated by Th1 and Th17 lymphocytes promotes resistance to VL. Thus, the activated signaling pathways, as well as mediators generated during the infection, can assist in the development of a protective immune response. Among the expressed cytokines, the IL-1 (IL-1? e IL-1?) stands out for its important role in the inflammatory process and resistance to fungi and bacterial infections, and also in cutaneous leishmaniasis. In the present study, our aim was to determine the signaling role via IL-1R during experimental infection by L. infantum. Our results show IL-1? and IL-1? are produced in vivo infection by L. infantum, suggesting your participation in VL. Interestingly, the signaling pathway mediated by IL-1R appears to be involved in susceptibility to protozoal, since the animals genetically deficient for IL-1R (IL-1R KO) are more resistant to infection, presenting fewer parasites in the spleen and liver in chronic stages of infection. Additionally, the susceptibility phenomenon was associated with downregulation of the inflammatory response, mainly on Th1 cells and Th17. The neutrophilic inflammation has also been changed in IL-1R KO infected animals. Was observed an increase in neutrophils and production of CXCL1 (KC) in the spleen of IL- 1R KO animals, but without changing the activation profile of these cells. In determining the regulatory cytokine involved in the inflammatory process and therefore the susceptibility to the parasite, observed that IL-1? preferably has role in disease XX progression, since genic deletion of essential enzymes for IL-1? secretion (i.e.: Caspase 1/11) did not alter the number of parasites in the spleen and liver. However, in the absence of IL-1? was observed resistance profile associated with increased IFN-? and IL-17 in the target organ disease. Confirming the regulatory role, treatment with antiIL1? monoclonal antibody in WT mice infected reversed the susceptibility phenotype and increased adaptive immune response in LV. To determine the role of IL-1?, macrophages from IL-1? KO differentiated from bone marrow when infected with L. infantum showed high concentrations of nitric oxide in the culture supernatant when compared to macrophages from IL-1R KO and WT, confirming a regulatory role of the effector immune response to L. infantum infection. IL-1? regulatory effects appear to be mediated by IL-10, since IL-1R knockout animals have significant reduction of this cytokine measured in the liver during the 6th week of infection. Taken together, the present study demonstrated that IL-1R signaling pathway, with prevalence of IL-1?, negatively regulates effector immune response of Th1 and Th17 profile. Consequently, the impairment of neutrophil migration to the site of infection and activation of macrophages allowing the escape of the parasite and the establishment of infection