sMTL-13 de Mycobacterium tuberculosis regula a secreção de TNF-a e a homeostasia lisossomal durante a infecção

Abstract

O Mycobacterium tuberculosis (Mtb) desenvolveu estratégias diferentes para fugir do sistema imunológico do hospedeiro e sobreviver no ambiente intracelular. Nosso grupo identificou anteriormente uma lectina micobacteriana de 13 kDa (sMTL-13), codificada pelo gene Rv1419, que está ancorado na parede celular de Mtb. Resultados prévios demonstraram que essa lectina, tem como característica de interagir com carboidratos da superfície celular, interferindo na resposta inflamatória gerada pela célula hospedeira. Neste contexto, hipotetizamos que a Mtb utiliza a sMTL-13 para modular a secreção de TNF-a durante a infecção. Estudos in vivo empregando um modelo murino de infecção por Mtb mostraram o aumento da sobrevida do animal durante a infecção pela Mtb ?Rv1419, sem alterar o crescimento bacteriano em diferentes tecidos. Junto a isto, o Mtb ?Rv1419 apresenta um menor processo inflamatório, devido a diminuição de TNF-a nos pulmões infectados. Corroborando com esses dados, macrófagos expostos a Mtb ?Rv1419 apresentaram menor liberação de TNF-a quando comparados aos infectados com Mtb WT, sem interferir na liberação de outras citocinas como a IL-6. Esse efeito parece ser determinado pelo processo de transporte/liberação do TNF-a, uma vez que a síntese intracelular de TNF-a e ambas as proteínas da membrana, TNFR e Adam17, enzima que cliva esta citocina da membrana da célula, não mostrou alterações na expressão ou na função durante a infecção in vitro. Já com base nas análises por citometria de fluxo e imunofluorescência, foi observado que o Mtb ?Rv1419 apresentou diminuição da ligação a macrófagos, o que foi associada com a disfunção vesicular durante a infecção. Essa disfunção está associada à exocitose da célula infectada, representada pelo acúmulo lisossomos tardios como também do acumulo do receptor de transferrina, um marcador para a endossomo de reciclagem responsável pelo transporte de TNF-a para a membrana plasmática. Estes resultados foram confirmados por análise transcricional de vias endossomais enriquecidas a partir de amostras de macrófagos expostos a Mtb WT e ?Rv1419. Juntos, nossos resultados demonstram que o sMTL-13 regula diversas funções celulares, favorecendo o desenvolvimento a instalação do processo inflamatório tecidual através da manutenção da homeostasia endossomal e do favorecimento da liberação de TNF-a por macrófagos.

Abstract: Mycobacterium tuberculosis (Mtb) has developed different strategies for evading the host immune system and surviving in the intracellular environment. Our group previously identified a 13 kDa mycobacterial lectin (sMTL-13), encoded by the Rv1419 gene, which is anchored to the Mtb cell wall. Previous results have shown that this lectin has the characteristic of interacting with cell surface carbohydrates, interfering with the inflammatory response generated by the host cell. In this context, we hypothesized that Mtb uses sMTL-13 to modulate TNF-a secretion during infection. In vivo studies employing a murine model of Mtb infection showed increased survival of the animal during Mtb ?Rv1419 infection without altering bacterial growth in different tissues. In addition, Mtb ?Rv1419 showed a lowest inflammatory process resulting from decreased TNF-a in infected lungs. Corroborating with these data, macrophages exposed to Mtb ?Rv1419 showed lower TNF-a release when compared to those infected with Mtb WT, without interfering with the release of other cytokines such as IL-6. This effect appears to be unique to the TNF-a transport / release process, once the intracellular synthesis of TNF-a and both membrane proteins TNFR and Adam17, the enzyme that cleaves this cell membrane cytokine, showed no changes in expression or function during in vitro infection. Based on flow cytometry and immunofluorescence analyzes, it was observed that Mtb ?Rv1419 showed decreased binding to macrophages, which was related with vesicular dysfunction during infection. This dysfunction is associated with exocytosis of the infected cell, represented by late lysosome accumulation as well as transferrin receptor accumulation, a marker for the recycling endosome responsible for transporting TNF-a to the plasma membrane. These results were confirmed by transcriptional analysis of enriched endosomal pathways from macrophage samples exposed to Mtb WT and ?Rv1419. Together, our results showed that sMTL-13 regulates several cellular functions, favoring the development of the tissue inflammatory process by maintaining endosomal homeostasis and favoring the release of TNF-a by macrophages.