Estudo da interação entre Mycobacterium tuberculosis e receptores de ácido retinoico do hospedeiro durante a infecção in vitro e in vivo

Abstract

O Ácido retinoico (RA), forma ativa da vitamina A, é um metabólito importante na regulação do sistema imunológico e regulação gênica por meio da ativação de receptores nucleares de ácido retinoico (RAR) e receptores x retinoides (RXR). Ao realizar experimentos usando células THP-1 como modelo para infecção por Mycobacterium tuberculosis (Mtb), observamos que culturas celulares suplementadas com soro fetal bovino (FBS) exibiam aumento na ativação dos receptores RAR, sugerindo que o Mtb ativa a via RAR do hospedeiro. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a via endógena de RAR durante a infecção in vitro e in vivo por meio da inibição farmacológica dos receptores RAR. Observamos que Mtb induziu ativação de genes regulados por ácido retinoico (RARE) a nível transcricional e proteico em células THP-1 e monócitos primários humanos de maneira dependente de RAR. A atividade RAR estimulada por Mtb em células THP-1 foi observada com meios condicionados e exigiu fator(es) não proteico(s) presente(s) no soro fetal bovino. A inibição de RAR usando BMS493, um agonista inverso, em um modelo de tuberculose (TB) murina ´high-dose ´ reduziu a carga bacteriana e aumentou significativamente os macrófagos alveolares CD64+CD11c+high nos pulmões. Esses resultados sugerem que o eixo de ativação do RAR endógeno contribui para a infecção por Mtb tanto in vitro quanto in vivo e sugerem os receptores RAR como um potencial alvo terapêutico do hospedeiro para melhorar o desfecho da TB pulmonar.

Abstract: Retinoic acid (RA) is an important vitamin A metabolite involved in regulating immune responses through the nuclear retinoic acid receptor (RAR) and retinoid x receptor (RXR). While performing experiments using THP-1 cells as a model for Mycobacterium tuberculosis (Mtb) infection, we observed that serum-supplemented cultures had RAR activity in the presence of live but not heat-killed bacteria, suggesting that Mtb engages the endogenous RAR pathway. Since the role of endogenous RAR activity in Mtb infection has not been explored, we studied the endogenous RAR pathway during Mtb infection both in vitro and in vivo through pharmacological inhibition of RAR receptors. We found that Mtb induces classical retinoic acid response element (RARE) genes such as CD38, DHRS3, and RARG in both THP- 1 cells and human primary CD14+ monocytes via the RAR-dependent pathway. Mtb-stimulated RAR activity in THP-1 cells was observed with conditioned media and required non- proteinaceous factor(s) present in fetal bovine serum. Importantly, RAR inhibition using BMS493, an inverse agonist, in a high-dose murine model of tuberculosis (TB) reduced Mtb burden and significantly increased CD64+CD11c+high alveolar macrophages in the lungs. These results suggest that the endogenous RAR activation axis contributes to Mtb infection both in vitro and in vivo and suggest RAR receptors as a potential host therapeutic target to improve the outcome of pulmonary TB.