Role of NAIP/NLRC4 inflammasome during Trypanosoma cruzi infection

Inflamassomas são plataformas citosólicas multiproteicas recrutadoras da protease caspase-1 capaz de induzir a maturação das citocinas inflamatórias IL-1b e IL-18 e também da proteína efetora de morte celular programada por piroptose denominada gasdermina-D (GSDM-D). Os inflamassomas NLRP3 e NAIP/NLRC4 estão entre os mais estudados em contextos infecciosos. O inflamassoma NLRP3 parece ser ativado indiretamente por distúrbios citosólicos comuns induzidos por um amplo espectro de estímulos estéreis e infecciosos, enquanto a ativação do inflamassoma NAIP/NLRC4 em infecções bacterianas se inicia com a interação direta entre NAIP e seus agonistas, como flagelina ou proteínas do sistema de secreção. No entanto, a participação de NLRC4 em resposta a estímulos estéreis e em infecções não-bacterianas vem ganhando destaque na literatura, porém o mecanismo de ativação nesses contextos ainda não é conhecido. Neste trabalho, verificamos que a produção de IL-1b em resposta ao Trypanosoma cruzi (mas não em resposta ao Toxoplasma gondii) depende de NAIP e NLRC4. Maior carga parasitária foi observada em macrófagos Naip1-7-/- e Nlrc4-/-, indicando a participação dessas moléculas na capacidade tripanocida dessas células. A indução transcricional do gene da enzima iNOS e produção de NO parecem ser o mecanismo efetor pelo qual NAIP/NLRC4 controla a replicação de T. cruzi. Antígenos solúveis e vesículas extracelulares de T. cruzi não foram capazes de ativar os inflamassomas, ao contrário dos tripomastigotas vivos, sugerindo o envolvimento de distúrbios citosólicos induzidos por eles nesse processo. De acordo, a produção de IL-1b e NO foi completamente dependente de catepsinas lisossomais, mas não de efluxo de K+ e produção de ROS. A inibição de catepsinas não interferiu com a indução de pro-IL-1b e nem com a formação de punctas de ASC, indicando sua atividade downstream à montagem do inflamassoma. De fato, a inibição farmacológica das catepsinas reduziu significativamente a maturação de caspase-1 durante a infecção por T. cruzi. Finalmente, a produção de IL-1b e NO foram compativelmente prejudicadas nos macrófagos Nlrp3-/-, Nlrc4-/- e Nlrc4-/- /Nlrp3-/- frente a isolados de T. cruzi da cepa Y de alta e baixa virulência, mostrando que NAIP/NLRC4 e NLRP3 apresentam respostas efetoras não-compensatórias e não-redundantes, e inclusive sugerindo que possam atuar na mesma via. Em conjunto, os resultados apresentados aqui demonstram o papel não-convencional do inflamassoma NAIP/NLRC4 no controle da infecção por T. cruzi e indicam a dependência de sinais provenientes da célula hospedeira (catepsinas) para sua ativação, promovendo novas perspectivas em como esta plataforma imune atua além de infecções bacterianas.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)2018/19252-