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LABORATÓRIO DE IMUNOGENÉTICA
Chefe da Unidade:
Ibañez, Olga Célia Martinez PhD PqC VI
Pesquisadores da Unidade:
Cabrera, Wafa Hanna Koury PhD PqC VI
Carbonare, Solange PhD PqC VI
De Franco, Marcelo PhD PqC VI
De Franco, Milene Tino PhD PqC IV
Magalhães, Geraldo Santana PhD PqC I
Massa, Solange PhD PqCIII
Ribeiro Filho, Orlando Garcia PhD PqC V
Starobinas, Nancy PhD PqC VI
Objetivo Geral da Unidade:O laboratório se dedica ao estudo do Controle Genético da Resposta Imune. O modelo experimental empregado consiste de linhagens de camundongos "Bons" e "Maus" respondedores, produzidos por seleção fenotípica bidirecional, realizada a partir de populações heterogêneas de animais.
Duas características principais, representando os compartimentos específico e não específico da resposta imune, foram consideradas nos experimentos de seleção: produção quantitativa de anticorpos contra antígenos naturais complexos (eritrócitos heterólogos, proteínas e antígenos bacterianos) e a reação inflamatória aguda local (AIR) induzida por substância não imunogênica (partículas de poliacrilamida).
Em cada processo seletivo, os acasalamentos de camundongos escolhidos nos extremos de alta ou baixa resposta, foram repetidos por gerações sucessivas até ser atingida a máxima separação entre as duas linhagens. Essa divergência é explicada pelo acúmulo progressivo, em cada linhagem, de múltiplos genes dotados de efeito aditivo para o fenótipo selecionador.
Quando o limite de resposta à seleção é alcançado, considera-se que esses genes relacionados estão fixados em homozigose, em cada linhagem. O fenótipo final "Bom" e "Mau" respondedor, resultante do processo de seleção das linhagens, é excepcional, não apenas pela extensão das diferenças quantitativas de resposta entre elas, mas também pela alteração generalizada de sua resposta a uma grande variedade de agentes inflamatórios ou imunes.
Desta maneira, estas linhagens de camundongos constituem um modelo original e adequado para se avaliar o impacto do controle genético multifatorial da imunidade específica e não específica, na defesa do hospedeiro contra infecções ou na predisposição a doenças autoimunes e alérgicas e ao câncer.
O estudo da associação dos fenótipos selecionados em cada par de Bons e Maus respondedores, com a susceptibilidade natural a infecções, autoimunidade e tumorigênese e a identificação dos genes envolvidos e seus produtos, é o objetivo principal do programa desenvolvido pelo Laboratório de Imunogenética.
Além disso, para aplicação em Biotecnologia, as linhagens selecionadas constituem um bom indicador em testes de imunogenicidade e eficácia de vacinas produzidas pelo Instituto Butantan, bem como para os ensaios de substâncias pró ou anti-inflamatórias ou ainda imunomoduladoras, presentes em toxinas animais de interesse para o Instituto.
Desde 1999, um grupo de pesquisadores foi transferido para o laboratório e se dedica ao estudo da proteção contra gastroenterite por fatores presentes no colostro humano. O principal objetivo deste projeto é a definição de antígenos para o desenvolvimento de imunobiológicos que possam ser utilizados na imunização ativa ou passiva contra a diarréia infantil.Linhas Atuais de Pesquisa:
Influência do controle genético da intensidade das reações imunológicas e inflamatórias na resistência natural a infecções e na predisposição a doenças autoimunes e neoplásicas.
As grandes alterações do potencial de resposta imune, resultantes dos vários processos de seleção bidirecional, induziram também profundas modificações na resistência / susceptibilidade das linhagens a várias infecções experimentais, relacionadas com os principais mecanismos patogênicos de cada agente infeccioso.
A infecção por Tripanosoma cruzi vem sendo estudada comparativamente nas linhagens selecionadas para a alta (H) ou baixa (L) produção de anticorpos e para a máxima (AIRmax) e mínima (AIRmin) reatividade inflamatória aguda, com o intuito de avaliar a contribuição da imunidade adaptativa e inata no decorrer dessa doença.
As linhagens mostraram também diferenças na susceptibilidade a doenças autoimunes experimentais, como a artrite induzida pelo pristane (PIA) ou pelo colágeno. Um trabalho em colaboração foi estabelecido com o Dr. Célio Lopes (USP/Ribeirão Preto) utilizando o modelo AIRmax/AIRmin como controle da vacina recombinante contra tuberculose, que contém o gene da proteína de choque térmico da micobactéria (essa proteína conservada possui efeito artritogênico na PIA)
As linhagens se diferenciam também na susceptibilidade à carcinogênese química, e os resultados demonstram que pelo menos uma parte dos genes que determinam o grau de resposta imune ou inflamatória são, ou estão intimamente ligados aos genes modificadores da resistência/susceptibilidade à carcinogênese. As linhagens selecionadas estão sendo testadas com outros carcinógenos, que atuam em diferentes orgãos, a fim de se investigar mecanismos de defesa anti-tumoral, ligados ao genótipo que regula as respostas imunes inata e específica.
A resposta inflamatória local ao veneno de Bothrops jararaca tem sido estudado em camundongos AIRmax e AIRmin. As diferenças interlinhagens encontradas na intensidade do influxo celular e na produção de mediadores inflamatórios em resposta ao veneno, demonstram a interferência da constituição genética do hospedeiro nesta reação.
O modelo tem contribuído para a definição de mecanismos complexos envolvidos na reação local ao veneno e as estratégias para sua neutralização in vivo.Rastreamento do Genoma de linhagens selecionadas de acordo com a produção de anticorpos e com a reação inflamatória aguda.
A abordagem de mapeamento com marcadores genéticos polimórficos, em camundongos dotados de capacidades funcionais extremas e opostas, tem sido utilizado com sucesso, permitindo a localização cromossômica dos loci reguladores da característica quantitativa considerada (Quantitative Trait Loci, QTL).
O ensaio consiste na análise de co-herança de loci identificados por marcadores de polimorfismo de DNA (microssatélites), com o fenótipo selecionado. Já foram mapeados QTLs que contêm genes imunomoduladores (Im) em camundongos Bons e Maus produtores de anticorpos, e o mesmo protocolo vem sendo aplicado aos camundongos das linhagens AIRmax e AIRmin.
Neste último modelo, nosso principal objetivo é a identificação funcional de genes que interferem na evolução do câncer e na resposta inflamatória. Esta análise extensiva de ligação genética será complementada pela análise da expressão gênica diferencial em órgãos alvo, nas diferentes linhagens pela técnica de "microarray".
Para estes experimentos estabelecemos um programa de colaboração com o Dr. Tommaso Dragani do Istituto dei Tumori de Milão, Itália.Imunologia das Mucosas e proteção contra gastroenteritis.
Diante da grande importância das diarréias como um problema de Saúde Pública no Brasil e em outros países em desenvolvimento, e da eficácia do aleitamento na proteção de crianças contra a diarréia e outras doenças infecciosas, investigamos os mecanismos de proteção envolvidos na superfície das mucosas, veiculados por anticorpos secretores presentes no colostro e no leite humano.
O estudo de anticorpos que reagem com fatores de virulência dos microorganismos, permite o desenvolvimento de vacinas ou de produtos imunobiológicos de proteção contra gastroenterites. Um modelo experimental in vitro de aderência de bactérias a células epiteliais humanas simula os eventos que ocorrem nas superfícies mucosas, durante a infecção do hospedeiro por microorganismos.
Anticorpos reativos aos fatores de virulência das Escherichia coli diarreiagênicas são capazes de inibir in vitro a interação bactéria-célula, sugerindo seu papel no fenômeno de proteção. Modelos in vivo também estão sendo investigados, pela infecção de camundongos de linhagens mais susceptíveis a infecções.
Tanto os modelos in vitro como in vivo são empregados para avaliação do papel de anticorpos na proteção contra as infecções, tais como preparações de IgA a partir de pools de colostro e leite humanos de doadoras saudáveis, e também preparações de IgY obtidas a partir de gemas de ovos de galinhas imunizadas com as E. coli EPEC e STEC.
O estabelecimento destes modelos experimentais serão fundamentais na avaliação da eficácia de uma vacina para diarréias por EPEC, que está sendo desenvolvida em colaboração do Instituto Butantan com o Laboratório de Imunologia de Mucosas do ICB-USP.
Recentemente o estudo de rotavirus foi incorporado a esta linha de pesquisa, em virtude da sua grande importância como agente causador de gastroenterites no Brasil e no mundo. Investigamos a presença de anticorpos anti-rotavírus no colostro e leite humanos, avaliando-se sua reatividade a diferentes proteínas estruturais virais. A atividade biológica destes anticorpos é avaliada pela sua capacidade de inibir a infecção viral in vitro, em células MA-104.Publicações:
ARAUJO,L.M.; PUEL,A.; GOUARIN,C.; HAMEG,A.; MEVEL,J.C.; KOEZUKA,Y. BACH, J.F.; MOUTON, D.; HERBELIN,A. NKT lymphocyte ontogeny and function are impaired in low antibody-producer Biozzi mice: gene mapping in the interval specific congenic strains raised for immunomodulatory genes - Int. Immunol. 12 (11): 1613-22, 2000
VIGAR, N.D.; CABRERA, W.H.; ARAUJO, L.M.M.; RIBEIRO, O.G.; OGATA, T.R.; SIQUEIRA, M.; IBAÑEZ, O.M.; DE FRANCO, M. Prostane induced arthritis in mice selected for maximal (AIRmax) or minimal (AIRmin) acute inflammatory reaction. Eur. J. Immunol. 30: 431-437, 2000.
MARIA, D. A., RIBEIRO, O. G., PIZZOCARO, F. K., DE FRANCO, M., CABRERA, W. K., STAROBINAS, N., GALLOIS, V., SIQUEIRA, M., SEMAN, M., IBAÑEZ, O.M. Resistance to melanoma metastases in mice selected for high acute inflammatory response. Carcinogenesis 22: 337- 42, 2001.
RUSSO,M.; NAHORI, MARIE-ANNE; LEFORT,J.; GOMES,E.; KELLER,A.C.; RODRIGUEZ,D.; RIBEIRO,O.G.; ADRIOUCH, S.; GALLOIS,V.; DE FARIA,A. M.C.; VARGAFTIG,B.B. Suppression of asthma-like responses in different mouse strains by oral tolerance. Am.J.Resp.Cell Mol.Biol 5 (24) 518 a 526, 2001.
DA SILVA, A.C.; LOPEZ BEZERRA, L.M.; SANTOS AGUIAR, T.; TAVARES,D.; ARAÚJO,L.M.; PINTO, C.E.; RIBEIRO,OG. Effect of genetic modifications by selection for immunological tolerance on fungus infection in mice. Microbes and Infection 3 (3), 215 - 222, 2001.
SILVA, M.F.S.; DA COSTA, S.C.; RIBEIRO, O.G.; SANT'ANNA, O.A. & SILVA, A.C. Independent genetic control of B- and T-cell tolerance in strains of mouse selected for extreme phenotypes of oral tolerance". Scand. J. Immunol. 53: 148-154, 2001.
VASSÃO, R.C.; DE FRANCO, M.T.; HARTZ, D.; MODOLELL, M.; SIPPEL, A.E.; PEREIRA, C.A. Down-regulation of Bgp1a viral receptor by IFN gamma is related to the antiviral state and resistance to MHV3 infection. Virology, 274: 278-283 (2000).
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PALMEIRA, P; CARBONARE, SB; SILVA, MLM; TRABULSI, LR; CARNEIRO-SAMPAIO, MMS. Inhibition of enteropathogenic Escherichia coli (epec) adherence to hep-2 cells by bovine colostrum and milk. Allergologia et Immunopathologia, 29(6): 229-237, 2001
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