Orientador: : Liana Maria Cardoso Verinaud

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: O timo é um órgão linfóide primário, responsável pela diferenciação, maturação e desenvolvimento dos linfócitos T (ou timócitos, enquanto no timo). Este órgão apresenta complexa arquitetura tímica composta por elementos celulares e solúveis responsáveis pela migração dos precursores de...

Resumo: O timo é um órgão linfóide primário, responsável pela diferenciação, maturação e desenvolvimento dos linfócitos T (ou timócitos, enquanto no timo). Este órgão apresenta complexa arquitetura tímica composta por elementos celulares e solúveis responsáveis pela migração dos precursores de linfócito T do espaço perivascular para a região cortical e subseqüente migração para a região medular. A trajetória do timócitos pelos microambientes tímicos permite que estas células recebam estímulos que os tornam linfócitos maduros, simples positivos TCD4+ ou TCD8+, prontos para migrar para os órgãos linfóides secundários. Durante a maturação, timócitos que são auto-reativos ou anérgicos são eliminados pelo processo de morte celular programada. Entretanto, a desregulação da apoptose nos linfócitos pode acarretar no desenvolvimento de doenças auto-imunes, tumores e imunodeficiências. Estudos em modelos murinos de atrofia tímica relatam que em diversas infecções parasitárias, virais, helmínticas, bacterianas e fúngicas e até mesmo em distúrbio metabólico como a diabetes experimental o timo é um órgão alvo. Nestes modelos, foi observado intenso acometimento tímico com involução do órgão acompanha por desarranjo da arquitetura tímica e depleção de todas as subpopulações de timócitos. Em estudos anteriores, observamos profundas alterações no timo durante a infecção experimental com Plasmodium berghei que incluíam severa atrofia no décimo quarto dia após inoculação do parasita, alterações histológicas, perda da delimitação cortico-medular, redução de todas sub-populações de timócitos e a presença intra-tímica do parasita. No presente trabalho avaliamos se a grande perda de timócitos observada no timo de animais infectados pelo Plasmodium berghei NK65 é devido a um aumento da ocorrência de apoptose, e/ou necrose, ou se é devida à saída prematura destas células para a periferia.A avaliação de morte celular na população de timócitos total revelou aumento no número de células Anexina-V+/PI- em animais infectados quando comparados aos controles.Ainda, a análise da apoptose em timos atróficos, no pico da parasitemia, revelou aumento de núcleos apoptóticos nas regiões cortical e medular tímica bem como aumento no número de linfócitos (CD4+, DP e DN) Anexina-V positivos. Alteração na expressão de genes pró-apoptóticos no timo de animais infectados quando comparado ao controle, sugerindo a participação de vias de ativação extrínsecas especificas da apoptose, também foram observadas. Embora 90% dos timócitos de animais infectados sejam Anexina-V positivos, as alterações na expressão dos elementos de matriz extracelular, relatadas anteriormente pelo nosso grupo, sugere também a exportação precoce destas células para a periferia do sistema imune. Nossos resultados apontam para um aumento de linfócitos imaturos (DP e DN) nos linfonodos mesentéricos de animais infectados, um indicativo de que parte dos timócitos imaturos sai do timo antes de completarem seu amadurecimento. Em conjunto, nossos dados mostram que as alterações estruturais e de componentes solúveis do timo durante a infecção com Plasmodium berghei NK65 podem favorecer tanto a deleção, por apoptose, de timócitos corticais como também a migração precoce de células imaturas para a periferia do sistema imune. O acometimento tímico na atrofia tímica induzida pelo Plasmodium berghei NK65 revela que durante uma infecção o timo sofre influências de diversos fatores que provocam profundas alterações nas subpopulações linfocitárias. Também, é possível que as alterações observadas em nosso modelo prejudique a resposta imune periférica contra o parasita contribuindo para o agravamento da doença e que a presença de timócitos prematuros nos linfonodos favoreça o desenvolvimento de doenças auto-imunes

Abstract: The thymus is the primary lymphoid organ responsible for the differentiation, maturation and development of T lymphocytes (or thymocytes, as in the thymus).This organ presents a complex architecture composed by soluble and cellular elements that support the migration of lymphocyte...

Abstract: The thymus is the primary lymphoid organ responsible for the differentiation, maturation and development of T lymphocytes (or thymocytes, as in the thymus).This organ presents a complex architecture composed by soluble and cellular elements that support the migration of lymphocyte precursors from space perivascular to the cortical region, and then their migration toward the medullar area. The trajectory of thymocytes by thymic microenvironments allows these cells to receive stimuli that make them mature into CD4+ or CD8+ T cells, which leave the thymus to populate peripheral lymphoid organs. Studies using murine models of thymic atrophy have reported that thymus is a target organ in several parasitic, viral, helminthic, bacterial and fungal infections. In these models, one can observe intense thymic involution accompanying by disruption of thymic architecture and depletion of all thymocyte subpopulations. In a previous study, our laboratory has demonstrated profound changes in the thymus during experimental infection with Plasmodium berghei, the causative agent of Malaria. Such alterations comprised severe atrophy, histopathological changes with loss of cortical-medullary delimitation, and reduction of all thymocytes sub-populations. In addition, the presence of parasites inside the thymus was detected for the first time. In another study using the same experimental model, we have demonstrated that Plasmodium-infected animals present changes in the expression of extracellular matrix elements and chemokine protein families, which are important molecules for the dynamic thymocyte migration within the thymus. In this study we evaluate whether the acute thymic atrophy observed in Plasmodium berghei-infected animals is correlated with increased apoptotic levels of thymocytes, or with their premature emigration to the periphery. Our data showed profound histological alterations, which included a very large number of cells showing nuclear condensation and karyorrhectic changes surrounded by histiocytes suggesting increased levels of apoptosis. This was confirmed by immunohistochemistry and flow cytometry techniques. Also, increased expression of proapoptotic genes was observed in the thymus of infected animals when compared with controls, suggesting the involvement of the extrinsic, or receptor-iniciated, pathway of apoptosis. Although the rate of apoptosis in the thymus from infected animals is much higher than the controls, the hypothesis that a premature emigration of thymic cells to the peripheral lymphoid organs may also account for the severe atrophy observed during Plasmodium infection could not be ruled out. In fact, we have found a consistent fraction of immature cells, mainly double-negative and double-positive thymocytes, in mesenteric lymph nodes of infected animals. Although this result serves as an evidence of premature emigration of non-mature thymocytes, the precise mechanism by which this process occurs is not clear until now. No significant differences were found in the spleen. Taken together, our data show that thymic alterations observed during Plasmodium berghei infection can favour both the deletion of thymocyte subpopulation by apoptosis and the early emigration of immature cells to the periphery of the system immune. As a consequence, an altered peripheral immune response to the parasite can be expected. Our findings provide relevant information concerning the immune involvement in malaria infection. Moreover, the murine model described here could be useful for mechanist studies of acute thymic atrophy