Avaliação da ativação de mTOR nas células T pelo vírus sincicial

Concurso BD Biosciences Pesquisador SBI
Projeto Vencedor 2011
Avaliação da ativação de mTOR nas células T pelo vírus sincicial respiratório e seu
papel na resposta imune protetora à infecção
Ana Paula Duarte de Souza
Abstract: Evaluation of mTOR activation by respiratory syncytial virus (RSV) on T cells
and its role in protective immune response RSV, a single-stranded negative-sense RNA
virus of the Paramyxovirus family, is the particular most common cause of serious lower
respiratory tract disease of infants and young children worldwide and is a high priority for
vaccine development. Despite the generation of RSV-specific adaptive immune
responses, RSV does not confer protective immunity and recurrent infections throughout
life are common. This suggests that RSV may employ several mechanisms to induce
immune dysregulation, illustrated by the failure of a vaccine to RSV in the 60s. A better
understanding of the pathogenesis of disease will assist a vaccine development. The
mammalian target of rapamycin (mTOR) is an intracellular kinase that regulates cell
growth and metabolism. Its specific inhibitor rapamycin is currently used in transplant
recipients as an immunosuppressive drug. However, several other studies have
paradoxically demonstrated immunostimulatory effects of rapamycin. Recently, it has been
shown that rapamycin also exhibits immunostimulatory effects on memory CD8 T-cell
differentiation. The drug improved both quantity and quality of memory CD8 T cells
induced by viral infection and vaccination, showing that mTOR is a major regulator of
memory CD8 T-cell differentiation. Different stimuli can activate mTOR including TLR4
agonists. It was previously reported that RSV F protein interacts with TLR4, which can
activate an innate immune response. Also, RSV F protein mediates inhibition of mitogeninduced T cell proliferation by contact. However, it was not described if RSV F protein can
activate mTOR on T cell mediated by TLR4 signalling, thus this is the objective of this
project. Our hypothesis is that RSV F protein can activate mTOR by TLR4 signalling
contributing to T cells memory impairment in RSV infection, and rapamycin can be a useful
treatment to reverse it by mTOR inhibition.
Projeto de pesquisa: “Avaliação da ativação de mTOR nas células T pelo vírus sincicial
respiratório e seu papel na resposta imune protetora à infecção”
1. INTRODUÇÃO:
1.1. Situando o problema
O Vírus Respiratório Sincicial (VSR) pertence à família Paramyxoviridae, e possui duas
principais proteínas (G e F) que desempenham uma importante função no estágio inicial
do ciclo infeccioso viral, permitindo que o vírus entre através de fusão nas células do trato
respiratório. Este vírus é ubíquo no ambiente, mas pode causar infecção severa em
crianças e idosos. Bronquiolite aguda por VSR é a doença mais prevalente em crianças
nos dois primeiros anos de vida, com grande impacto em hospitalizações e custos para o
sistema de saúde1,2. As crianças com maior risco de doença grave são os lactentes
prematuros e estima-se que a taxa de mortalidade em lactentes prematuros
hospitalizados com VSR chega a 5%. Até o presente momento não foi desenvolvida uma
vacina eficiente contra o vírus, que possa prevenir esta infecção. Um ensaio clínico da
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década de 60, com uma vacina contra VSR utilizando vírus inativado com formalina, teve
resultado extremamente negativo, ao invés de proteger as crianças, a vacina exacerbou a
doença levando-as à morte. Atualmente, existem alguns tratamentos profiláticos
disponíveis, como o anticorpo monoclonal palivizumab, entretanto com elevado custo.
Portanto, o desenvolvimento de uma vacina contra VSR é essencial. No entanto, reinfecções com cepas de VSR idênticas já foram descritas3, sugerindo que a resposta
imune especifica de memória protetora é ineficiente, porém pouco se sabe sobre o
mecanismo deste processo. O desenvolvimento de uma nova vacina contra VSR depende
de um maior conhecimento dos mecanismos moleculares responsáveis pela
patogenicidade do vírus e pela ausência de resposta de memória de células T protetora
efetiva.
1.2 mTOR e sua função nas células T
A proteína quinase mTOR é membro da família da fosfatidilinositol quinase, e tem uma
função central na regulação do metabolismo, proliferação e sobrevivência das células. A
rapamicina é uma droga imunossupressora que inibe especificamente mTOR, prevenindo
a rejeição alográfica. Entretanto, vários outros estudos têm paradoxicamente
demonstrado efeitos imunoestimulatórios da rapamicina.
Recentemente, foi demonstrado que a rapamicina também exibe efeitos
imunoestimulatórios nas células T CD8 de memória 4. A droga melhora a quantidade e a
qualidade das células de memória CD8 induzidas por uma infecção viral, demonstrando
que mTOR é um regulador importante da diferenciação destas células. Além disso, os
esquemas de tratamento imunosupressores utilizando rapamicina reduzem o risco de
infecção por Citomegalovírus e recuperam a resposta de células T CD8 específicas para
Herpes Vírus em pacientes transplantados, comparados com outros esquemas de
drogas5,6, sugerindo que mTOR está envolvido neste processo. Estímulos sinalizados a
partir de receptores do tipo Toll (TLR) podem ativar a via de sinalização de mTOR. Os
receptores TLR tem uma função bem descrita de ativação de células do sistema imune
em especial nas DCs. Entretanto, embora as células T expressem TLR, sua ativação tem
efeito inibitório7.
Foi previamente demonstrado que a proteína F do VSR é um ligante do TLR tipo 4
(TLR4), e sua sinalização em macrófagos é muito importante para a resposta ao vírus8.
Além disso, a proteína F inibe a proliferação das células T induzida por mitógeno mediada
por contato9. Entretanto, não está descrito se a sinalização da proteína F no receptor
TLR4 pode ativar mTOR e modular a resposta de células T negativamente.
2. HIPÓTESE
Na infecção pelo RSV não existe o desenvolvimento de resposta imune protetora, ou seja,
a resposta de memória é ineficiente, e este mecanismo causado pelo vírus ainda não está
totalmente esclarecido. Baseando-se nas premissas que a inibição de mTOR com
rapamicina melhora a resposta de memória CD8, e que a sinalização de TLR4 pode ativar
mTOR, a hipótese deste trabalho é que a proteína F do RSV ligando-se ao TLR4 nas
células T poderia estimular mTOR, e inibir a geração de memória efetora protetora contra
RSV. Deste modo, a inibição de mTOR com o uso de rapamicina poderia reverter este
possível mecanismo de evasão da resposta imune exercido pelo vírus VSR e contribuir
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para o desenvolvimento de memória protetora contra o vírus, se tornando um provável
alvo de novas terapias.
3. OBJETIVOS
3.1 Objetivo geral: Avaliar a capacidade de ativação a proteína quinase mTOR pelo vírus
VSR em células T e seu papel nos desenvolvimento de memória protetora.
O concurso BD Biosciences Pesquisador SBI visa o reconhecimento e apoio aos
pesquisadores que promovem o constante avanço científico através do incentivo à técnica
de Citometria de Fluxo com Múltipla Marcação no Brasil.
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