Interação patógeno-hospedeiro na hanseníase: indução da via de interferon tipo I como potencial mecanismo de sobrevivência do Mycobacterium leprae em macrófagos humanos / Host-pathogen interaction in leprosy: induction of type I IFN pathway as a potential mechanism for survival of mycobacterium leprae in human macrophages

RESUMO

A indução da via de interferon (IFN) do tipo I (IFN-alfa e -beta) é crucial para uma resposta protetora contra infecções virais. Entretanto, estudos recentes demonstraram que esta classe de IFNs tem a ativação mediada por receptores citoplasmáticos de DNA e regula negativamente a resposta protetora contra a infecção por bactérias intracelulares, com destaque para o Mycobacterium tuberculosis, criando um nicho favorável para a replicação micobacteriana. Um estudo anterior do nosso grupo, utilizando uma abordagem de expressão gênica global por microarranjos, demonstrou que a infecção de células de Schwann com Mycobacterium leprae induz genes ativados por IFN do tipo I, com destaque para o gene OASL, o qual codifica a proteína 2’ 5’ oligoadenilato sintetase like. No presente estudo, esses resultados foram estendidos e validados utilizando o modelo de macrófagos derivados de células THP-1. Nossos dados demonstram que a OASL foi induzida por M. leprae vivo, mas não M. bovis BCG ou M. leprae morto. Adicionalmente, a transfecção de DNA de M. leprae, mas não de RNA, induziu a produção de OASL. Em nosso modelo, a infecção por M. leprae não foi capaz de induzir a produção de IFN-alfa, assim como o tratamento CpG não induziu OASL, excluindo assim a sinalização de DNA mediada por TLR9. Além disso, mostramos evidências da permeabilização fagossomal mediada pelo fator de virulência micobacteriano ESAT-6, a qual permite acesso do conteúdo do fagossomo ao citoplasma e, consequente, produção de IFN-beta. O bloqueio farmacológico de TBK1 foi capaz de inibir a produção de OASL mediada pela infecção com M. leprae, indicando, dessa forma, que a indução de IFN-beta e seus genes a jusante, como o OASL, ocorre através do eixo de sinalização STING/TBK1/IRF3...

ABSTRACT

The induction of interferon pathway (IFN) type I (IFN-alfa and-beta) is crucial for a protective response against viral infections. However, emergent research has shown that type I IFNs and cytoplasmic DNA signaling are negative regulators of the protective response against infection by intracellular bacteria, such as Mycobacterium tuberculosis, and provide a favorable niche for mycobacterial replication. Recently, using an approach of global geneexpression by microarray, our group showed that Schwann cells infection with Mycobacterium leprae induced genes activated by IFN type I, highlighting the OASL gene,which encodes the 2 '5' oligoadenylate synthetase like protein. In the present work, these results were extended and validated using the THP-1-derived macrophages model. Our datademonstrate that OASL and type I IFN pathway was upregulated by M. leprae, but not M. bovis BCG or dead M. leprae, in macrophage-like THP-1 infected cells. In addition, M. leprae DNA transfection but not RNA, was able to induce OASL production. In our model, M. leprae infection was not able to induce IFN-alfa and OASL was not induced by CpG, therefore excluding a TLR9 dependent pathway. Furthermore, we show evidence of fagossomal permeabilization mediated by mycobacterial virulence factor ESAT-6, which enables accessof contents of the phagosome to host cytoplasm and subsequent induction of IFN-beta. Pharmacological blockage of TBK1 was able to inhibit M. leprae-induced OASL mRNA expression, indicating thereby that the IFN-beta induction and its downstream genes, such as OASL occur through the STING/TBK1/IRF3 pathway...