Papel dos receptores de adenosina e da concentração de glicose na modulação de macrófagos por antígenos de Staphylococcus aureus

Abstract

As doenças infecciosas estão entre as principais causas de morte no mundo. Nas infecções bacterianas, os componentes das paredes destes organismos são descritos como os principais antígenos. Os macrófagos estão diretamente envolvidos no reconhecimento e ataque de agentes patogênicos, além de atuarem como moduladores da resposta imunológica. Os macrófagos participam do combate às infecções bacterianas através da fagocitose dos agentes patogênicos e da produção de diversos mediadores inflamatórios como citocinas, metaloproteinases (MMP), espécies reativas de oxigênio (ROS) e óxido nítrico(NO). Estes mediadores são importantes na resposta inflamatória, contribuindo para o controle da infecção. Entretanto, a produção exacerbada destas moléculas contribui na patogênese das complicações associadas à inflamação, como a sepse e a falência múltipla de órgão. A maior parte dos estudos tem focado a resposta das células imunes a infecções por bactérias gram-negativas ou ao seu principal antígeno, o lipopolisacarídeo (LPS). No entanto, as infecções por bactérias gram-positivas são freqüentes e resultam em grande taxa de mortalidade. As doenças infecciosas estão entre as principais causas de morte no mundo. Nas infecções bacterianas, os componentes das paredes destes organismos são descritos como os principais antígenos. Os macrófagos estão diretamente envolvidos no reconhecimento e ataque de agentes patogênicos, além de atuarem como moduladores da resposta imunológica. Os macrófagos participam do combate às infecções bacterianas através da fagocitose dos agentes patogênicos e da produção de diversos mediadores inflamatórios como citocinas, metaloproteinases (MMP), espécies reativas de oxigênio (ROS) e óxido nítrico(NO). Estes mediadores são importantes na resposta inflamatória, contribuindo para o controle da infecção. Entretanto, a produção exacerbada destas moléculas contribui na patogênese das complicações associadas à inflamação, como a sepse e a falência múltipla de órgão. A maior parte dos estudos tem focado a resposta das células imunes a infecções por bactérias gram-negativas ou ao seu principal antígeno, o lipopolisacarídeo (LPS). No entanto, as infecções por bactérias gram-positivas são freqüentes e resultam em grande taxa de mortalidade. Os receptores de adenosina, em macrófagos, possuem função antiinflamatória em modelos de infecções por bactérias gram-negativas, no entanto, pouco se investigou a ação destes receptores em infecções por bactérias gram-positivas. O diabetes é uma doença metabólica comum que apresenta diversas complicações secundárias, muitas delas associadas aos níveis elevados de glicose. Os pacientes diabéticos apresentam uma ocorrência aumentada de infecções bacterianas, além de o diabetes tipo 2 estar associado com uma inflamação crônica, caracterizada por níveis plasmáticos aumentados de citocinas pró-inflamatórias. Adicionalmente, estes pacientes possuem maior risco de desenvolver doenças cardiovasculares e aterosclerose, o que tem sido relacionado à hiperglicemia e à inflamação crônica. A regulação, pela glicose, da resposta inflamatória em macrófagos expostos a bactérias gram-negativas ou ao seu antígeno principal, o LPS, é descrita, entretanto, a ação da glicose em modelos de infecções por bactérias gram-positivas não é conhecida. O tratamento dos macrófagos RAW 264.7 com concentrações elevadas de glicose aumentaram a resposta inflamatória ao LTA, com o aumento da produção de NO, TNF-a e MMP-9. Estes resultados mostram que tanto os receptores de adenosina como concentrações elevadas de glicose modulam a resposta inflamatória a S. aureus. Os receptores de adenosina parecem atuar num mecanismo autócrino de modulação da resposta inflamatória, apontando um possível alvo terapêutico. Já a modulação da resposta inflamatória dos macrófagos por concentrações aumentadas de glicose pode contribuir para complicações associadas ao diabetes, como a aterosclerose e a inflamação crônica.

Infectious diseases are among the majors causes of mortality around the world. In bacterial infections, the bacterial cell wall components are described as the main antigens. The macrophages are key mediators of inflammatory response, acting in the attack to the pathogens and in the regulation of immune response. These cells act in the phagocytosis of pathogenic agents and in the production of inflammatory mediators, like cytokines, matrix-metalloproteinases (MMP), reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO). These mediators participate of inflammatory response, acting in infection control, notwithstanding, exacerbated production of these molecules could contribute to inflammatory complications, like sepsis and multiple organ failure. Several studies has addressed the inflammatory response to gram-negative bacterial infections or lipopolysaccharide (LPS), the main antigen of these microorganisms, however grampositive bacterial infections are prevalent and associated to high mortality. The adenosine receptors are described to possess anti-inflammatory properties in macrophages in gram-negative bacterial infections models but the role of these receptors in gram-positive bacterial infections is unknown. Diabetes is a prevalent metabolic disorder which presents several associated complications; much of them associated to increased glucose levels. Diabetic patients shown increased occurrence of bacterial infections and type 2 diabetes is associated to a chronic inflammatory state, with increased circulatory levels of pro-inflammatory cytokines. Type 2 diabetic patients possess increased risk of cardiovascular diseases and atherogenesis, which has been associated to hyperglycemia and chronic inflammation. The regulation of macrophages inflammatory response to gram-negative bacterial infections or to its antigen LPS by increased levels of glucose is described, however, the role of increased glucose in gram-positive bacterial infections is unknown. For this reasons, we studied the role of adenosine receptors and increased glucose in macrophages activation by Staphylococcus aureus antigens, considering that this bacteria is the major organism in hospital infections. The treatment of RAW 264.7 macrophages with S. aureus antigens lipoteichoic acid (LTA) and peptidoglycan (PEG) resulted in the production of proinflammatory mediators. Diabetes is a prevalent metabolic disorder which presents several associated complications; much of them associated to increased glucose levels. Diabetic patients shown increased occurrence of bacterial infections and type 2 diabetes is associated to a chronic inflammatory state, with increased circulatory levels of pro-inflammatory cytokines. Type 2 diabetic patients possess increased risk of cardiovascular diseases and atherogenesis, which has been associated to hyperglycemia and chronic inflammation. The regulation of macrophages inflammatory response to gram-negative bacterial infections or to its antigen LPS by increased levels of glucose is described, however, the role of increased glucose in gram-positive bacterial infections is unknown. For this reasons, we studied the role of adenosine receptors and increased glucose in macrophages activation by Staphylococcus aureus antigens, considering that this bacteria is the major organism in hospital infections. The treatment of RAW 264.7 macrophages with S. aureus antigens lipoteichoic acid (LTA) and peptidoglycan (PEG) resulted in the production of proinflammatory mediators.