Influência do tratamento com inibidores da protease do Vírus da Imunodeficiência Humana sobre funções dos macrófagos peritoneais murinos incubados in vitro com Leishmania (L.) amazonensis

Abstract

Alguns estudos têm demonstrado que os inibidores da protease do VIH modulam várias funções do sistema imunitário, porém não se sabe ainda se estes medicamentos podem modificar a resposta de defesa contra as leishmânias. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do tratamento com os inibidores da protease do VIH lopinavir/ritonavir e atazanavir sobre funções dos macrófagos durante as primeiras horas de interação com as leishmânias. Utilizamos macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c, tratados por 10 dias, por via oral, com lopinavir/ritonavir (200/50 mg/Kg) e atazanavir (90 mg/Kg), que foram infectados ou não in vitro com um menor (proporção 2:1) e um maior número (proporção 10:1) de promastigotas de L. (L.) amazonensis e que denominamos condições subótimas e ótimas, respectivamente. Analisamos o efeito desses medicamentos sobre o índice de infecção, a capacidade de aderência, a viabilidade dos macrófagos, a viabilidade das leishmânias, a produção de moléculas microbicidas, a produção de citocinas, a expressão de corpúsculos lipídicos, e parte das vias de sinalização intracelular do NF-B e PPAR-. O índice de infecção e o número de macrófagos aderentes foram avaliados por microscopia ótica, após coloração com Giemsa 10%. O percentual de macrófagos viáveis foi analisado por microscopia de fluorescência, após coloração com laranja de acridina (5 mg/mL). A viabilidade dos parasitos foi estimada contando-se, em câmara de Neubauer, o número de parasitos que proliferaram a partir das amastigotas recuperadas dos macrófagos infectados. A produção de óxido nítrico (NO) e peróxido de hidrogênio (H2O2) foi determinada pelos métodos de Griess e Pick, respectivamente. A produção das citocinas IL-1, IL-6, IL-12p70, TNF-α e IL-10 foi analisada pela técnica de ELISA. A influência dos medicamentos sobre a expressão dos corpúsculos lipídicos foi analisada tanto por microscopia ótica, após coloração com Oil Red O, quanto por microscopia confocal, após coloração com Bodipy e as vias do NF-B e PPAR- foram investigadas por microscopia confocal e quantificadas utilizando o software ImageJ. O número de células recuperadas da cavidade peritoneal dos camundongos BALB/c tratados com LPV/RTV (p=0,003) e ATV (p=0,003) foi menor do que o número recuperado dos animais que foram tratados com salina. O índice de infecção dos macrófagos dos camundongos tratados com LPV/RTV foi maior do que o dos macrófagos dos animais tratados com salina, tanto quando as células foram incubadas com um menor número de parasitos (p=0,0005) como quando foram incubadas com um maior número de leishmânias (p=0,004). Em ambos os casos, esse aumento foi ocasionado por uma elevação do percentual de macrófagos infectados por L. (L.) amazonensis (p<0,05), porém quando a infecção foi feita com um menor número de parasitos, também deveu-se a uma elevação do número médio de L.(L.) amazonensis interiorizada por macrófago (p=0,004). Diferentemente, o índice de infecção dos macrófagos dos camundongos tratados com ATV somente foi maior do que o dos macrófagos dos animais tratados com salina quando as células foram incubadas com um menor número de leishmânias (p=0,04) e esse aumento foi ocasionado por uma elevação do percentual de células infectadas por L. (L.) amazonensis (p=0,02). Quando as células foram incubadas com um maior número de parasitos, ambos os medicamentos não influenciaram a viabilidade dos macrófagos, bem como sua capacidade de aderência ao vidro, entretanto tanto o LPV/RTV quanto o ATV aumentaram a capacidade de aderência dos macrófagos que foram incubados com um menor número de leishmânias (p=0,02). Um maior número de parasitos proliferaram a partir dos macrófagos dos animais tratados com LPV/RTV e ATV em todos os dias analisados, sendo que no terceiro dia de cultivo, foram recuperadas 45,1% (p=0,001) e 56,4% (p=0,001) mais promastigotas/mL a partir dos macrófagos dos animais tratados com antiretrovirais do que daqueles provenientes dos animais tratados com salina. Os antiretrovirais não influenciaram a produção de H2O2 pelos macrófagos. Quando os macrófagos foram incubados com um menor número de parasitos, a infecção com pelas leishmânias deprimiu a produção do NO (p=0,054), entretanto o tratamento com LPV/RTV (p=0,03) aumentou a produção desse reativo de nitrogênio pelos macrófagos incubados com leishmânias em relação aos macrófagos dos animais que foram tratados com salina. Ambos os medicamentos não interferiram na produção de IL-23, IL-6 e na expressão dos corpúsculos lipídicos pelos macrófagos incubados ou não com as leishmânias. A infecção dos macrófagos pela incubação com um maior número de parasitos deprimiu a produção de IL-12p70 pelos macrófagos dos camundongos tratados com ATV (p=0,058). A incubação dos macrófagos com um maior número de parasitos acarretou uma diminuição da produção do TNF-α pelos macrófagos dos camundongos tratados com salina (p=0,047). O tratamento com ATV deprimiu a produção de TNF-α pelos macrófagos (p<0,0001), entretanto houve um aumento da produção do TNF-α após incubação in vitro com as leishmânias (p=0,025), porém, sem ultrapassar os níveis máximos observados nos animais não tratados. Ambos os tratamentos reduziram a produção de IL-10 pelas células que foram incubadas apenas com o meio de cultura (p=0,01), e essa produção se manteve baixa mesmo quando os macrófagos foram incubados com um maior número de leishmânias. O tratamento com o ATV estimulou a translocação do NF-B p65 do citoplasma para os núcleos dos macrófagos incubados apenas com o meio de cultura e favoreceu a translocação mais precoce desse fator de transcrição para os núcleos dos macrófagos incubados com um menor número de parasitos. A infecção com um maior número de leishmânias diminuiu a translocação do NF-B RelB do citoplasma para os núcleos dos macrófagos nos animais tratados com o LPV/RTV (p=0,0001) e ainda a expressão citoplasmática do NF-B RelB nos animais tratados com o atazanavir (p=0,0003). A infecção dos macrófagos com uma maior número de leishmânias aumentou a expressão citoplasmática do PPAR- nos animais tratados com ATV (p=0,02), sem modificar a translocação do PPAR- do citoplasma para os núcleos dos macrófagos. Os nossos resultados mostraram que os inibidores da protease do VIH influenciaram diversos mecanismos de defesa inato que são importantes para a imunidade e imunopatogenia das leishmanioses. Embora esses medicamentos sejam altamente efetivos para controlar a replicação do Vírus da Imunodeficiência Humana, é possível que essas drogas possam influenciar o curso clínico das leishmanioses nos indivíduos coinfectados pelo VIH e Leishmania. ___________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Some studies have shown that HIV protease inhibitors modulate many functions of the immune system, but it is unknown whether these drugs may influence the defense response against Leishmania. Therefore, the aim of this research was to evaluate the influence of the treatment with the HIV protease inhibitors lopinavir/ritonavir and atazanavir on macrophage functions during its first interaction with Leishmania. We used peritoneal macrophages from BALB/c mice treated orally, for 10 days, with lopinavir/ritonavir (200/50 mg / kg) and atazanavir (90 mg/kg ), which were infected or not in vitro with a low (2:1) or high (10:1) amount of promastigotes of L. ( L. ) amazonensis. We analyzed the effect of these drugs on infection index, viability of macrophages, adhesion capacity, viability of Leishmania, production of microbicidal molecules and cytokines production, expression of lipid bodies and NFB and PPAR- intracellular signaling pathways. The infection index and the number of adherent macrophages were evaluated by light microscopy after staining with 10% Giemsa solution. The percentage of viable macrophages were assessed by fluorescence microscopy after staining with acridine orange (5 mg/mL). The viability of the parasites was determined by counting the number of parasites that proliferated in culture after recovered from infected macrophages using a Neubauer chamber. The production of nitric oxide (NO) and hydrogen peroxide (H2O2) was determined by Griess and Pick methods, respectively. The production of IL-1 , IL-6 , IL-12p70, TNF-α and IL-10 was assessed by ELISA. The influence of the drugs on the NF-B and PPAR- signaling pathways was investigated by confocal microscopy, whereas the expression of lipid bodies was studied by optical microscopy, after staining with Oil Red, and by confocal microscopy, after staining with Bodipy. The number of cells recovered from peritoneal cavity of LPV/RTV treated-BALB/c mice (p=0.003) and ATV-treated-BALB/c mice (p=0.003) was lower than the number recovered from animals treated with saline. The infection index of macrophages from LPV/RTV-treated animals was higher than that of macrophages from saline-treated animals, both when cells were incubated with a low amount of parasites (p=0.0005) as when they were incubated with a high amount of Leishmania (p=0.004). In both cases, this elevation was due to an increase in the percentage of macrophages infected by L. (L.) amazonensis (p<0.05), but when infection was performed with a low amount of parasites, was also due to the increase in the average number of L. (L.) amazonensis by macrophage (p=0.004). Differently, the infection index of macrophages from ATV-treated mice was only higher than that of macrophages from animals treated with saline when cells were incubated with a high amount of Leishmania (p=0.04), and this elevation was due to the increase of the percentage of macrophages infected by L. (L.) amazonensis (p=0.02). When cells were incubated with a high amount of parasites, no treatment influenced the viability of macrophages as well as their abilities to adhere to glass slides, however LPV/RTV and ATV increased adhesion capacity of macrophages when they were incubated with a low amount of parasites (p=0.02). An increased number of Leishmania proliferated after recovered from macrophages of mice treated with antiretrovirals, and on third day in culture, 45.1% (p=0.001) and 56.4% (p=0.001) more promastigotes/mL were recovered from macrophages of LPV/RTV- and ATV- treated mice than from saline-treated mice. Both drugs did not influence H2O2 production by macrophages. Leishmania infection decreased NO production by macrophages treated with saline (p=0.054), however, when macrophages were incubated with a low amount of parasites, the NO production by macrophages from LPV/RTV-treated mice (p=0.03) was higher than the NO production by macrophages from saline-treated mice. Both drugs did not influence the production of IL-23, IL-6 and the expression of lipid bodies by macrophages incubated with or without Leishmania. The infection of macrophages with a high amount of parasites decreased the IL- 12p70 production by macrophages from ATV-treated mice (P=0.058). The infection of macrophages with a high amount of parasites decreased TNF-α production by macrophages from saline-treated mice (P=0.047). The ATV treatment decreased the production of TNF-α by macrophages (p<0.0001), however, there was an increased production of TNF-α after incubation in vitro with a high amount of Leishmania (p=0.025), however, without exceeding the TNF-α levels observed in macrophages from untreated animals. Both treatments reduced the production of IL-10 when cells were incubated only with culture medium (p=0.01) that remained low even when macrophages were incubated with a high amount of Leishmania. The treatment with ATV stimulated NF-B p65 nuclear translocation when macrophages were incubated in medium and favored an earlier nuclear translocation of this transcription factor when macrophages were incubated with a low amount of parasites. Infection with a high amount of parasites decreased the nuclear translocation of NF- RelB B in macrophages recovered from LPV/RTV-treated animals (p=0.0001) and also the cytoplasmic expression of NF-B RelB when macrophages were recovered from atazanavir-treated animals (p=0.0003). Infection of macrophages with a high amount of Leishmania increased cytoplasmic expression of PPAR- when macrophages were derived from ATV treated-mice (p=0.02), without changing the cytoplasm-to-nucleus PPAR- translocation in macrophages. Our results showed that HIV protease inhibitors were able to influence the innate defense mechanisms, which are important for immunity and immunopathogenesis of leishmaniasis. Although these drugs are highly effective in controlling the HIV replication, it is possible that they may influence the clinical course of leishmaniasis in individuals HIV and Leishmania coinfected.