Avaliação da expressão de proteínas ligadoras de zinco na imunidade inata em modelo de Cryptococcus gattii

Abstract

As leveduras basidiomicéticas Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii são os agentes causadores da criptococose, uma enfermidade que pode acometer vários órgãos, dentre eles a pele, os pulmões e o sistema nervoso central. A infecção ocorre a partir da inalação de esporos ou leveduras dessecadas que se alojam no alvéolo podendo causar quadros de pneumonia. Neste ambiente, o fungo encontra como primeiro obstáculo, além de macrófagos alveolares, células epiteliais pulmonares, as quais, além de atuarem como uma barreira física, secretam moléculas que atuam no sistema imune. O patógeno também encontra como limitação a privação de nutrientes importantes para o seu desenvolvimento, mecanismo de defesa do hospedeiro conhecido como imunidade nutricional. Dentre os nutrientes que estão com a biodisponibilidade diminuída está o metal zinco, relacionado com várias funções moleculares em praticamente todos os organismos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antifúngica de células epiteliais e a expressão de proteínas ligadoras de zinco na imunidade inata e sua associação como um mecanismo de imunidade nutricional no modelo C. gattii. Observamos que a presença de células epiteliais pulmonares A549 viáveis, em co-cultivo com C. gatti ou de C. neoformans, levam a uma menor recuperação de células viáveis do fungo do que quando as células epiteliais estão mortas, evidenciando uma atividade antifúngica. Quando suplementamos o meio durante o co-cultivo de A549 e C. gattii com zinco, esta atividade antifúngica foi parcialmente suprimida. A expressão dos genes S100A8, S100A9, cujos produtos formam o complexo quelante de zinco calprotectina, e hD5, um possível quelante de zinco, pelas células epiteliais pulmonares foi avaliada por qRT-PCR e verificamos que a expressão dos três genes é aumentada durante o co-cultivo com o fungo, em diferentes períodos de co-cultivo avaliados. Em conclusão, sugerimos que as células epiteliais pulmonares apresentam ação antifúngica, aumentando a secreção de proteínas ligadoras de zinco e com isso diminuindo a biodisponibilidade deste metal para o uso da levedura C. gatti, sendo esse um mecanismo de imunidade nutricional.

The basidiomycetous yeasts Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii are the causative agents of cryptococcosis, a disease that can affect various organs, including the skin, lungs as well the central nervous system. The infection process begins with the inhalation of spores or desiccated yeast that lodge in the alveoli and may led to pneumonia. In this environment, the fungus find, along with alveolar macrophage, epithelial cells, which acts both as a physical barrier and the source of secreted molecules that participate on the immune system. The pathogen also is submitted to a condition characterized by the deprivation of important nutrients for their development, a defense mechanism of the host known as nutritional immunity. Among the nutrients with reduced bioavailability is the zinc ion, which is related to various functions in almost all organisms. Thus, the aim of this study was to evaluate the antifungal activity of pulmonary epithelial cells and the expression of zincbinding proteins in innate immunity and its association as a mechanism of nutritional immunity in model C. gattii. We observed that the presence of viable A549 pulmonary epithelial cells in co-culture with C. gattii or C. neoformans lead to a lower recovery of viable yeast cells in comparison to dead epithelial cells. The addition of zinc to the medium during co-cultivation of C. gattii and A549 led to suppression of the antifungal activity. Gene expression of S100A8, S100A9, whose products forms the zinc chelator calprotectin, and hD5, which codes for a possible zinc chelator, by pulmonary epithelial cells was assessed by qRT– PCR. We found that the expression of all three genes is increased during co-cultivation with the fungus, in the periods evaluated. In conclusion, we suggest that pulmonary epithelial cells have antifungal activity, increasing secretion of zinc-binding proteins, thus reducing the bioavailability of this metal to the use of the yeast C. gattii, being a mechanism nutritional immunity.