Effect of Mycobacterium leprae on neurotrophins expression in human Schwann cells and mouse sciatic nerves

BACKGROUND Although Mycobacterium leprae (ML) is well characterised as the causative agent of leprosy, the pathophysiological mechanisms underlying peripheral nerve damage still need further understanding. In vitro and in vivo studies have yielded insights into molecular mechanisms of ML interaction with Schwann cells (SC), indicating the regulation of genes and proteins crucial to neural plasticity. OBJECTIVES We aimed to investigate the effect of ML on neurotrophins expression in human SC (hSC) and mice sciatic nerves to better understand their role in leprosy neuropathy, and aiming to contribute to future therapeutic approaches. METHODS We evaluated mRNA and protein expression of BDNF, NGF, NT-3, NT-4 in hSC from amputation nerve fragments, as well as in athymic nude mice, infected by ML for eight months. FINDINGS and MAIN CONCLUSIONS Our in vitro results showed a trend to decline in NGF and BDNF mRNA in ML-treated hSC, compared to controls. The immunodetection of BDNF and NT-4 was significantly downregulated in ML-treated hSC. Conversely, ML-infected mice demonstrated upregulation of NT-3, compared to non-infected animals. Our findings indicate that ML may be involved in neurotrophins regulation, suggesting that a pathogen-related imbalance of these growth factors may have a role in the neural impairment of leprosy.

Neutrophil CD64 expression levels in IGRA-positive individuals distinguish latent tuberculosis from active disease

BACKGROUND CD64 (FcγR1) is a high-affinity receptor for monomeric IgG1 and IgG3. Circulating neutrophils express very low amounts of CD64 on their surface. OBJECTIVES Our primary aim was to investigate the utility of neutrophil CD64 surface expression as a biomarker of active pulmonary tuberculosis (TB). We hypothesised that elevated neutrophil CD64 expression in TB infection would be associated with interferon gamma (IFN-γ) as an inducer of CD64 expression. METHODS The expression level of CD64 per neutrophil (PMN CD64 index) was quantitatively measured with flow cytometry using a Leuko64 kit in samples from patients with TB and latent TB infection (LTBI) as well as healthy controls, as part of a prospective cohort study in Brazil. FINDINGS The PMN CD64 index in patients with TB was higher than that in healthy controls and LTBI. Receiver operating characteristic curve analyses determined that the PMN CD64 index could discriminate patients with TB from those with LTBI and healthy individuals. PMN CD64 index levels returned to baseline levels after treatment. CONCLUSIONS The positive regulation of CD64 expression in circulating neutrophils of patients with active TB could represent an additional biomarker for diagnosis of active TB and could be used for monitoring individuals with LTBI before progression of TB disease.

Estudo do papel do sistema de fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGFs) na fisiopatologia da hanseníase / Study of the role of growth factors similar to insulin (IGFs) in the pathophysiology of leprosy

A lesão neural é uma das principais consequências da hanseníase e responsável pela instalação de deformidades e incapacidades físicas, além de contribuir para o estigma da doença. O dano ao nervo é exacerbado com o desenvolvimento de episódios reacionais (Tipo I e Tipo II) e está correlacionado à resposta imunológica desenvolvida pelo indivíduo, contra o Mycobacterium leprae – agente etiológico da hanseníase que apresenta especial tropismo por macrófagos e células de Scwann (CS) nos nervos periféricos. Os fatores de crescimento semelhante à Insulina (IGFs) são hormônios peptídicos implicados no metabolismo, indução de proliferação, inibição de apoptose e diferenciação de diferentes tipos celulares. Evidências da literatura apontam também propriedades imunomoduladoras e anti-inflamatórias do IGF-I. O objetivo do presente estudo visa a investigação da participação do sistema IGF na infecção pelo M. leprae. Inicialmente, verificamos o efeito anti-apoptótico da bactéria sobre CS humanas primárias e da linhagem ST88-14 cultivadas em condições livres de soro pela inibição da ativação de caspase-3. demonstramos, ainda, através de ensaios de imunocitoquímica, que o bacilo é capaz de induzir a proliferação da CS, tal efeito provavelmente mediado pela indução de IGF-I, confirmado pela técnica de RT-PCR quantitativo e pela detecção da proteína em sobrenadantes de cultura através de ensaio imunoenzimático. Na segunda etapa do trabalho, avaliamos a participação do IGF-I circulante na evolução natural da hanseníase. Utilizando ELISA quimioluminescente, quantificamos os níveis de IGF-I, da principal proteína ligadora de IGF (IGFBP-3) e TNF-alfa no soro de indivíduos sadios e pacientes que desenvolveram ou não quadros reacionais ao longo do tratamento...

Estudo do efeito anti-apoptótico do Mycobacterium leprae em células de Schwann humanas / Study of the anti-apoptotic effect of the Mycobacterium leprae in human Schwann cells

A Hanseníase, causada pelo Mycobacterium leprae, apresenta como sintoma clínico mais relevante lesões no sistema nervoso periférico. As estratégias utilizadas pelo M. leprae para infectar e se multiplicar nas células de Schwann (CS) são,contudo,pouco conhecidas. Neste trabalho investigamos o efeito anti-apoptótico do M. leprae sobre a célula hospedeira,à semelhança do observado na literatura com outros patógenos intracelulares obrigatórios. Para tal, CS humanas da linhagem ST88-14 foram tratadas ou não com a bactéria e incubadas em meio RPMI sem soro para induzir a apoptose. A viabilidade celular foi avaliada por 3 métodos: i) redução enzimática de Metiltetrazólio (MTT), ii)capacidade celular de excluisão do corante Azul de Tripan e iii) coloração vital com diacetato de fluoresceína e brometo de etídio. Após 24-48h de incubação, as células tratadas com M.leprae apresentaram índices de sobrevivência de 70-100por cento, contrastando com as culturas não tratadas com a bactéria que apresentaram índice de sobrevivência entre 30-60por cento. M. leprae foi capaz de proteger as CS da morte de maneira dose-dependente. A redução de células entrando em apoptose pela presença do bacilo também foi observada através da avaliação do potencial de membrana mitocondrial com o corante DiOC6 por Citometria de Fluxo. Em seguida demonstramos que fatores solúveis secretados pela célula incubada com M.leprae estão envolvidos na proteção, visto que o meio condicionado proveniente de culturas tratadas também promoveu a sobrevivência de CS. Possíveis candidatos para estes fatores de sobrevivência seriam os Fatores de Crescimento semelhantes à Insulina, IGF-I e IGF-II. Confirmamos, então, a capacidade de M. leprae induzir a expressão de IGF-I e IGF-II em CS através da técnica de RT-PCR. Também demonstramos que IGF-I recombinante adicionado às culturas foi capaz de proteger as CS ST 88-14 de morte induzida por privação de soro. A ação do IGF-I é possivelmente mediada pelo seu receptor...

Estudo do efeito anti-apoptótico do Mycobacterium leprae em células de Schwann humanas / Study of the antiapoptosic effect of the Mycobacterium leprae in cells of Schwann human beings

A Hanseníase, causada pelo Mycobacterium leprae, apresenta como sintoma clínico mais relevante lesões no sistema nervoso periférico. As estratégias utilizadas pelo M. leprae para infectar e se multiplicar nas células de Schwann (CS) são, contudo, pouco conhecidas. Neste trabalho investigamos a capacidade do M. leprae de proteger a célula hospedeira da morte, à semelhança do observado na literatura com outros patógenos intracelulares. Para tal, CS humanas da linhagem ST88-14 foram infectadas ou não com a bactéria foram tratadas com meio RPMI sem soro para induzir a apoptose e a viabilidade celular foi avaliada por dois métodos: i) capacidade celular de excluir o corante Azul de Tripan e ii) coloração com diacetato de fluoresceína e brometo de etídio. Após 48h de incubação, verificamos que somente 50 por cento das células não infectadas permaneciam viáveis frente a 70 a 100 por cento de proteção observada nas culturas infectadas. M. leprae foi capaz de proteger as CS da morte de maneira dose-dependente (1 a 50 bactérias/célula). A redução de células apoptóticas também foi observada pela marcação celular com DiOC6 através de Citometria de Fluxo. Em outra abordagem de nosso trabalho, demonstramos a participação de NF-kB na proteção de morte de CS pelo M. leprae com a utilização do inibidor SN50, específico para este fator transcricional. Em seguida demonstramos que fatores solúveis secretados pela célula infectada estão envolvidos na proteção, visto que o meio condicionado proveniente de culturas infectadas também promoveu a sobrevivência de CS. Um possível candidato para esta ação protetora da bactéria poderia ser o fator de crescimento semelhante à Insulina-I (IGF-I). Confirmamos, então, a capacidade de M. leprae induzir a expressão de IGF-I em CS através da técnica de RT-PCR. Também demonstramos que IGF-I (50ng/mL) adicionado às culturas foi capaz de proteger as CS ST 88-14 de morte, possivelmente mediado pelo seu receptor (IGF-IR) cuja detecção foi observada ...