Análise do papel da neuraminidase na resposta fagocítica de neutrófilos humanos estimulados com LPS

Abstract

O contato de prolongado do sistema imune com patógenos pode gerar danos teciduais e até a morte do organismo, tanto pelo não controle da infeccção quanto por uma resposta imune exacerbada devido a presença e reconhecimento desses patógenos. Os neutrófilos são células fundamentais para o controle de infecções, em especial as bacterianas. Dentre os mecanismos citotóxicos contra patógenos pode-se destacar a fagocitose, que compreende o processo pelo qual essas células usam sua membrana plasmática para englobar microrganismos, dando origem a um compartimento interno chamado fagossoma. Para isso, as células precisam reconhecer os padrões moleculares associados a patógenos, a exemplo do lipopolissacarídeo (LPS) presente na membrana externa de bactérias Gram-negativas via receptores de reconhecimento padrão, como o receptor do tipo toll (TLR)-4. Evidencias demonstram que a ativação mediada pelo TLR4 em monócitos e células dendríticas pode induzir a interação e a atividade da enzima neuraminidase (NEU). Essa, por sua vez, é uma sialidase e dessa forma cliva os ácidos siálicos membranares, que podem influenciar na resposta imune inata. Em um estado de repouso, os ácidos siálicos presentes na membrana de leucócitos interagem com os receptores Siglecs (Sialic acid binding Ig-like lectins), que possuem uma função inibitória, funcionando como uma espécie de freio na ativação celular. Dessa forma, o rompimento da interação Siglec-ácido siálico pela NEU parece ser um mecanismo importante para a ativação dos leucócitos durante um processo infeccioso. No entanto, esse mecanismo ainda não foi elucidado em neutrófilos. Esse trabalho teve como objetivos analisar a função da via LPS/TLR4/NEU e a clivagem de ácidos siálicos. Para isso, células de doadores saudáveis foram tratadas ou não com fosfato de oseltamivir (100 uM), um inibidor de NEU viral, seguido do estímulo ou não com LPS (1 ug/mL). A resposta fagocítica então foi mensurada pelo percentual de neutrófilos que fagocitaram bactérias, a quantidade de partículas fagocitadas por cada célula e a eficácia da morte bacteriana (killing) . O tratamento do sangue total com LPS (1 µg/mL) aumentou o percentual de fagocitose para Escherichia coli e para Staphylococcus aureus. O número de E. coli ou S. aureus ingeridas por neutrófilos aumentou no grupo tratado com LPS. O pré-tratamento do sangue total com Oseltamivir inibiu os efeitos do LPS. Nossos resultados sugerem que a ativação da neuraminidase pelo LPS contribui para a fagocitose e morte de bactérias pelos neutrófilos.

Neutrophils are key cells to the control of bacterial infections. Phagocytosis is one of the main mechanisms used by neutrophils to bacteria killing. The lipopolysaccharide (LPS) present in the membrane of Gram-negative bacteria is recognized by TLR4 on neutrophils. TLR4 can physically interact with the neuraminidase enzyme [NEU, a sialidase (an enzyme that cleaves sialic acid from glycoconjugates)], which influences the innate immune response, such as phagocytosis and cell activation. In resting state, sialic acids present on leukocyte interact with Siglecs receptors (Sialic acid binding Ig-like lectins), which have an inhibitory function. Thus, the disruption of the Siglec-sialic acid binding by NEU seems to be an important mechanism for leukocytes response during an infectious process. This mechanism has been demonstrated in macrophages and dendritic cells, but not in human neutrophils. This work analyzed the role of neuraminidase enzyme in bacteria phagocytosis by human neutrophils. Phagocytic response was evalueted by the percentage of neutrophils with bacteria, the amount of particles phagocyted per neutrophil. Moreover, we also analyzed bacterial killing. Whole blood from healthy donors treated with LPS (1 µg / mL) increased the percentage of phagocytosis of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The number of E. coli or S. aureus ingested by neutrophils increased in cells treated with LPS. Pretreatment of whole blood with Oseltamivir inhibited the effects of LPS. Our results suggest that the activation of neuraminidase by LPS contributes to phagocytosis and death of bacteria by neutrophils. Keywords: LPS, Siglecs, sialidase, Oseltamivir, sialic acid, neutrophils.