Mechanisms involved in chronic inflammation of adipose tissue after acute intestinal infection: contribution of the Th2 response and short-chain fatty acids

Nos últimos anos, tem sido evidenciado uma importante conexão entre sistema imunológico e microrganismos intestinais no desenvolvimento de obesidade, síndromes metabólicas e doenças cardiovasculares. Recentemente mostramos que um único episódio de infecção intestinal por Yersinia pseudotuberculosis (YP) é capaz de induzir um fenômeno conhecido como cicatriz imunológica, que inclui, inflamação crônica do tecido adiposo mesentérico (MAT, do inglês Mesenteric Adipose Tissue ) e linfonodo mesentérico, lesão permanente dos vasos linfáticos mesentéricos, associado a um comprometimento no tráfego e na capacidade de absorver e utilizar lipídeos como fonte de energia, e a uma melhora na sensibilidade a insulina, denominado assim como, síndrome metabólica não clássica. O objetivo deste trabalho foi avaliar os mecanismos envolvidos na manutenção da cicatriz imunológica e nas alterações metabólicas induzidas pós-infecção por YP. Para tal, inicialmente testamos se a microbiota intestinal poderia estar associada a este tipo de alteração metabólica. Verificamos que esta associação existe, mas que parece não estar relacionada a maior produção de ácidos graxos de cadeia curta pela microbiota intestinal pós-infecção por YP. Dessa forma, avaliamos o impacto do remodelamento do MAT e linfonodo mesentérico (mesentério) decorrente da infecção por YP sobre o desenvolvimento da síndrome metabólica não clássica. Para tanto, buscamos estratégias diferentes para tentar reverter a inflamação no mesentério e assim observarmos a interferência na resposta à insulina. Para tal, utilizamos do tratamento com glibenclamida (por sua capacidade de inibir o inflamassoma NLRP3), e duas estratégias para restaurar a homeostase imunológica no mesentério pela indução de células do perfil do tipo 2 através da imunização com ovalbumina (OVA) e o adjuvante alum. Entretanto, nenhuma das estratégias que utilizamos foi capaz de reverter a inflamação no mesentério, bem como retornar satisfatoriamente a resposta imune canônica no MAT. Além disso, observamos a influência do aumento de linfócitos B no MAT pós-infecção por YP na resposta à insulina, a partir do uso de camundongos deficientes para células B maduras. A ausência destas células aumentou a resistência à insulina e eliminou o aumento de sensibilidade à insulina induzido pela infecção por YP, sugerindo que o recrutamento de linfócitos B pós-infecção pode estar envolvido na melhora metabólica induzida por YP. Por fim, avaliamos funcionalmente a alteração no tráfego lipídico pós-infecção por YP, utilizando o modelo de desenvolvimento de aterosclerose, a partir da alimentação de camundongos deficientes para ApoE com uma dieta hipercolesterolêmica (HCD). Observamos que a infecção prévia por YP aumentou significativamente a susceptibilidade ao desenvolvimento de aterosclerose. Dessa forma, nossos dados sugerem que a infecção gastrointestinal aguda por YP pode estar associada a novas consequências a longo prazo, tanto para a resistência a polarização de resposta imune do tipo 2 no tecido adiposo, como para a predisposição ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Acreditamos que linfócitos B podem ter uma participação importante neste processo.In the recent years, it has been evidenced an important connection between the immune system and intestinal microorganisms in the development of obesity, metabolic syndromes and cardiovascular diseases. We have shown that a single episode of intestinal infection by Yersinia pseudotuberculosis (YP) is capable of inducing a phenomenon known as \"immunological scarring\", which includes chronic inflammation of the mesenteric adipose tissue (MAT) and mesenteric lymph node (mesentery), a permanent damage of mesenteric lymph vessels, associated with changes in lipid traffic and a limited capacity for using lipids as an energy source despite the presence of improved glucose disposal due to an improvement on insulin sensitivity. We named this process as a non-classical metabolic syndrome. In this study, we investigated the mechanisms sustaining the immunological scar, as well as the metabolic changes induced by YP infection. Initially, we tested whether changes in the gut microbiota could be associated with the metabolic alterations by YP. We verified that this association exists, but that it does not seem to be related to a higher production of short-chain fatty acids by the intestinal microbiota after YP infection. Thus, we evaluated the impact of the MAT and mesenteric lymph node remodeling resulting from YP infection on the development of the non-classical metabolic syndrome. Therefore, we searched for different strategies to reverse the mesenteric inflammation and its the interference in the insulin response. For this purpose, we tested the treatment with glibenclamide (which blocks NLRP3), in order to reduce the inflammation in the mesentery, and two strategies to restore the homeostatic type 2 immunity in the MAT by the immunization with ovalbumin (OVA) plus alum adjuvant. However, none of these strategies was able to reverse inflammation in the mesentery, as well as to satisfactorily return the canonical immune response in the MAT, even though it proved to be satisfactory for the return of an insulin response closer to homeostatic levels. Furthermore, we evaluated the contribution of the B lymphocytes in the MAT induced by YP infection on the insulin response, by using mice deficient for mature B cells (B-KO). We found that the absence of mature B cells completely abrogated the increased insulin sensitivity induced by YP infection. Finally, we evaluated the functional impact of the changes in lipid traffic induced by YP infection, using an experimental model of atherosclerosis by feeding of ApoE deficient mice with a hypercholesterolemic diet (HCD). We observed that the previous infection with YP increased the susceptibility to the development of atherosclerosis. Thus, our data suggest that other long-term effects of YP infection may include the impairment of induction of type 2 immunity, locally and systemically, and increased susceptibility to the development of cardiovascular diseases, including atherosclerosis. Also, B cells seems to play a role in the metabolic changes induced by YP infection