CÉLULAS HOSPEDEIRAS

Durante o processo de infecção, formas promastigotas metacíclicas são fagocitadas por uma variedade de células (Figura 09), entre elas neutrófilos e macrófagos, entretanto, tais parasitos são incapazes de se diferenciar e replicar em neutrófilos devido aos baixos níveis de aminoácidos essenciais disponíveis (Rubin- Bejerano et al., 2003; Antoine et al., 2004; Naderer & McConville, 2008). Por outro

lado, os macrófagos são a principal célula hospedeira infectada por Leishmania (Antoine et al., 2004) (Figura 10).

FIGURA 9. DIFERENTES CÉLULAS HOSPEDEIRAS QUE LEISHMANIA PODE PARASITAR. No início da infecção, quando as formas promastigotas são injetadas no hospedeiro, estes parasitos são fagocitados pelas células residentes, como neutrófilos e células dendríticas, por exemplo. Com isso, novas células de defesa são recrutadas ao local da infecção. A partir disso, fibroblastos, células dendríticas e células de Kupffer (para espécies viscerotrópicas) podem albergar o parasito, além do próprio macrófago.

FIGURA 10. CICLO DE VIDA COMPLETO DE LEISHMANIA. Ciclo de vida genérico completo do parasito de Leishmania. Resumo da junção das figuras 6, 8 e 9.

Quando fagocitados por macrófagos, os promastigotas se transformam em formas amastigotas no interior de compartimentos denominados vacúolos parasitóforos (VPs). A biogênese dos VPs ocorre a partir de eventos de fusão/fissão por um fagossomo que adquire características endossômicas e eventualmente lisossomais, levando a fagolisossomos maduros (Antoine et al., 2004; Hepburn, 2013; Naderer & McConville, 2008; Rubin-Bejerano et al., 2003; Samanovic et al., 2009; Real & Mortara, 2012) (Figura 11). Os lisossomos secundários constituem a principal fonte de membrana para a formação do VP de infecções por Leishmania (Real & Mortara, 2012). Portanto, o interior dessas organelas apresenta pH baixo (4,7-5,2) e altos níveis de proteases (Antoine et al., 2004; Muraille et al., 2010), cuja expressão pode ser regulada pelos macrófagos a partir da resposta celular que for ativá-lo possibilitando a sobrevivência dos amastigotas em seu interior (Kima, 2007; Wanasen & Soong, 2008; Das et al., 2010; Bhardwaj et al., 2010). Além disso, a composição nutricional também favorece a permanência e replicação do parasito, uma vez que estes modulam ativamente as vias de sinalização de macrófagos (Kima, 2007; Das et al., 2010; Bhardwaj et al., 2010).

FIGURA 11. VIAS DE OBTENÇÃO DE NUTRIENTES NO VACÚOLO PARASITÓFORO. Os endossomos de reciclagem e precoce internalizam macromoléculas e micronutrientes que serão utilizados pelo parasito a partir da fusão do endossomo tardio e do lisossomo ao compartimento em que Leishmania permanece albergada. O compartimento pode se fundir a outros fagossomos, autofagossomos e vesículas do retículo endoplasmático. ER: Endossomo de reciclagem; EP: Endossomo precoce; ET: Endossomo tardio.

Adaptado de: McConville, M. J.; Naderer, T. 2011.

Para assegurar o suprimento de nutrientes, amastigotas intracelulares exploram múltiplas fontes de carbono, como açúcares, aminoácidos e lipídios, podendo também utilizar ácidos graxos como fonte energética (Naderer & McConville, 2008), pela modulação do tráfego intracelular por vias complexas de transporte (Antoine et al., 2004; Hepburn, 2013). O transporte de precursores lipídicos pode ser facilitado pelas proteínas de ligação a ácidos graxos (FABPs) (Makowski & Hotamisligil, 2005), sendo estas expressas de maneira altamente específica para cada tecido (Lehmann et al., 2004).

1.5. FABPs E PPAR-GAMA

As FABPs são proteínas de 14 a 15 kDa que coordenam respostas lipídicas nas células como importação, armazenamento e exportação; essas moléculas se ligam reversivelmente a ligantes hidrofóbicos como ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa, eicosanoides, entre outros lipídios com alta afinidade e ampla seletividade, sendo assim definidas como proteínas de transporte (Coe & Bernlohr, 1998; Zimmerman & Veerkamp, 2002; Haunerland & Spener, 2004; Chmurzyńska, 2006; Furuhashi & Hotamisligil, 2008) (Figura 12). A interação FABP–ácidos graxos é bem estabelecida, uma vez que ocorre aumento acentuado na expressão de FABP em condições de altas exposições aos ácidos graxos (Haunerland & Spener, 2004).

FIGURA 12. ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA DA FABP4. Estrutura da proteína de ligação a ácidos graxos (FABP4) indicando diferentes resíduos e moléculas.

Adaptado de: www.rcsb.org (Código: 2HNX)

Essas proteínas apresentam diversas isoformas que exibem padrões únicos de expressão tecidual, embora não sejam totalmente específicas para um único tipo

celular ou tecido, já que a maioria desses tecidos pode expressar mais que uma isoforma (Lehmann et al., 2004; Furuhashi & Hotamisligil, 2008). Portanto, o agrupamento destas proteínas é feito de acordo com sua presença em determinados locais, temos 9 isoformas descritas, como o FABP do tipo 1 sendo abundante no tecido hepático, já no tecido cardíaco e músculo esquelético FABP tipo 3, FABP tipo 5 na epiderme e FABP tipo 7 no tecido nervoso (Furuhashi & Hotamisligil, 2008; Furuhashi et al., 2011; Thumser et al., 2014; Furuhashi et al., 2019). Uma das FABPs com expressão em macrófagos e adipócitos é a FABP do tipo 4, conhecida também como A-FABP ou aP2 (Coe & Bernlohr, 1998; Fu et al., 2000; Furuhashi et al., 2019). No interior dos macrófagos, as FABP4 apresentam um importante papel no carreamento de ácidos graxos para diversas organelas, como o retículo endoplasmático e até mesmo para o núcleo, já que parece acessar facilmente em determinadas condições fisiológicas, (Furuhashi & Hotamisligil, 2008), onde estão envolvidas também na sinalização do tráfego de colesterol (Makowski, 2005), uma vez que estas estão intimamente relacionadas ao controle das vias de ativação de ABCA1, transportador responsável pelo efluxo celular de colesterol e fosfolipídios (Cavelier et al., 2006). Adicionalmente, a atividade inflamatória de macrófagos parece ser modulada através da FABP4, dado que a ausência de tal proteína interfira na via IKK–NF-k-beta alterando o perfil de expressão de citocinas (Makowski et al., 2005). Tem-se reportado a atividade tanto in vitro como in vivo da FABP4 na modulação de resposta inflamatória e do acúmulo de ésteres de colesterol, confirmados pelo tratamento com inibidor específico da FABP4 que causou redução de macrófagos enriquecidos com lipídios (Furuhashi et al., 2007). Sabe-se ainda que algumas destas vias são moduladas durante o processo de infecção por Leishmania, em que a sinalização mediada por NF-k-beta é crucial para a proteção contra

FIGURA 13. FUNÇÕES DA FABP4 NO MACRÓFAGO. A inibição do PPAR-gama atenua o efluxo de colesterol através de sinais lipídicos gerados pela FABP4. Além disso, a FABP4 regula respostas inflamatórias via NF-k-beta.

Adaptado de: Furuhashi, M.; Hotamisligil, G. S. 2008.

A regulação da expressão gênica mediada por ácidos graxos conta com a participação das FABPs, em que estas interagem por vezes com os receptores ativados por proliferadores de peroxissoma tipo gama (PPAR-gama) (Zimmerman & Veerkamp, 2002; Haunerland & Spener 2004; Furuhashi & Hotamisligil, 2008; Lecoeur et al., 2013; Wang et al., 2014) (Figura 14), modulando sua atividade e tornando-se necessária para a ativação de tal receptor (Boß et al., 2015).

FIGURA 14. ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA DO PPAR-gama. Estrutura do receptor ativado por proliferador de peroxissoma tipo gama.

Adaptado de: www.rcsb.org (Código: 6FZP)

Curiosamente, há evidências na literatura demonstrando que a inibição da FABP4 aumenta os níveis e atividade do PPAR-gama, já que a disponibilidade de ácidos graxos livres capazes de inibir a via NF-k-beta é maior, resultando assim em um aumento da atividade do PPAR-gama decorrente do bloqueio da resposta inflamatória, ao passo que outros achados já mostraram que a superexpressão da FABP4 pode reduzir a atividade e a expressão do PPAR-gama, visto que há baixa disponibilidade de ácidos graxos (Makowski et al., 2005; Garin-Shkolnik, 2014) (Figura 15). Tal fato demonstra que deve haver um processo dinâmico de regulação da interação indireta entre FABP4 e PPAR-gama.

FIGURA 15. COORDENAÇÃO DE FABP4 NO TRÁFEGO DE COLESTEROL E NAS VIAS INFLAMATÓRIAS EM MACRÓFAGOS. A. Presença de FABP4 restringe a disponibilidade de ácidos graxos, impossibilitando a ligação com possíveis alvos, como o PPAR-gama. B. Ausência de FABP4 aumenta a disponibilidade de ácidos graxos e sua consequente ligação com o PPAR-gama gerando maior efluxo de colesterol.

Adaptado de: Makowski, L.; Brittingham, K. C.; Reynolds, J. M.; Suttles, J.; Hotamisligil, G. S. 2005.

Abundantes e muito bem descritos em células do tecido adiposo, os PPARs por sua vez possuem um importante papel na regulação do armazenamento e catabolismo de ácidos graxos (Kliewer et al., 2001; Tan et al., 2002; Evans et al., 2004), como funções no metabolismo de lipídios e carboidratos, na proliferação e diferenciação celular, na inflamação, na resposta imune e na biologia vascular (Tontonoz & Spiegelman, 2008). Os PPARs formam um complexo com os receptores retinóide X (RXR), que por sua vez interagem com os elementos de resposta (PPAR) localizados no ácido desoxirribonucleico (DNA), com consequente ativação da transcrição (Michalik & Wahli, 2006). Existem três tipos de PPARs nos mamíferos, cada qual expresso por diferentes genes e codificados em diferentes tecidos: i) PPAR-alfa expresso principalmente no fígado e tecido adiposo marrom e menos expresso no músculo esquelético, coração, osso e rim. ii) PPAR-sigma (também referido como PPAR-beta) mais expresso no rim, intestino e coração, porém também é encontrado em menor extensão em diversos outros tecidos. iii) PPAR-gama mais abundante no tecido adiposo e menos expresso no sistema imunológico, no cólon e na retina sendo este subdividido em quatro isoformas: gama-1 mais expresso no coração, rim, pâncreas, baço, músculo e cólon; gama-2

predominantemente expresso no tecido adiposo; gama-3 expresso no intestino grosso, tecido adiposo branco e em macrófagos; gama-4 presente em células endoteliais (Tan et al., 2002; Berger & Moller, 2002; Tyagi et al., 2011).

As formas e isoformas dos receptores possuem seletividade estrita ao ligante e um exemplo de receptor para ácidos graxos carreados pela proteína citosólica FABP4 é a proteína nuclear PPAR-gama, em que tal isoforma apresenta padrão de expressão altamente regulado e está relacionada ao metabolismo lipídico de macrófagos (Desvergne & Wahli, 1999; Tan et al., 2002; Furuhashi & Hotamisligil, 2008; Boß et al., 2015). Agonistas de PPAR-gama como as tiazolidinedionas, rosiglitazona e pioglitazona atuam na diferenciação de adipócitos e têm sido utilizadas no tratamento de diabetes mellitus tipo II, dado que promovem uma melhora na sensibilidade celular à insulina (Michalik & Wahli, 2006).

A FABP4 ligada a certos tipos de ácidos graxos é translocada para o núcleo podendo interagir com PPAR-gama. Estudos mostraram que na presença da Rosiglitazona há intensa redistribuição da FABP4 no núcleo (Tan et al., 2002; Yang et al., 2002). Assim, PPAR-gama é implicado como um dos receptores essenciais para a homeostasia macrofágica (Ricote et al., 1999). Além disso, a expressão diversificada dos PPARs em diferentes tipos de células imunitárias devem desempenhar importante papel na regulação da resposta imunológica, visto que a ativação dos PPARs possibilite o escape da resposta imune do hospedeiro (Straus & Glass, 2007), já que esta ativação promove o aumento do metabolismo hospedeiro e consequente produção de energia, suprimindo ainda, a inflamação (Chan et al., 2010).