CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Contaminação bacteriana que normalmente infecta o endométrio bovino no pós-parto prejudica a defesa imunológica quando há estresse metabólico, levando a endometrite e infertilidade. A resposta do endométrio contra bactérias depende da imunidade inata, com o reconhecimento de padrões moleculares associados a patógenos, estimulando a inflamação, caracterizadas por secreção de interleucinas (IL)-1p, IL-6 e IL-8. Entretanto, animais frequentemente falham em eliminar a infecção microbiana quando apresentam reduzidas concentrações de glicose e glutamina, que são fontes de energia para o endométrio no conhecido balanço energético negativo. A contínua inflamação e resposta imune inata contra infecção bacteriana no útero após o parto compromete o bem-estar animal. Neste estudo testou-se a hipótese de que as vias homeostáticas conferidas pela glicose, glutamina e biotina integram o metabolismo energético e a imunidade inata no tecido endometrial bovino. A ausência de glicose reduziu a secreção de IL-1P, IL-6 e IL-8 em culturas de órgãos endometriais desafiadas com a endotoxina lipopolissacarídeo (LPS). Depleção de glutamina também reduziu a atividade inflamatória do endométrio contra LPS. Entretanto, as atividades de glicose e glutamina dependem da presença de glicólise. A vitamina biotina demonstrou ter caráter anti- inflamatório, reduzindo a produção de citocinas pró-inflamatórias no endométrio. Em conclusão, o estresse energético metabólico afetou as respostas inflamatórias à infecções bacterianas no endométrio. Providenciamos dados que demonstram como o balanço energético negativo pode estar ligado a doença uterina no pós-parto. / Bacteria that usually infect the bovine endometrium at postpartum impairs immune defense when exist metabolic stress, leading to endometritis and infertility. The response of the endometrium to bacteria depends on innate immunity, with the recognition of pathogen-associated molecular patterns by stimulating inflammation, characterized by secretion of interleukins (IL) -1p, IL-6 and IL-8. However, animals often fail to eliminate the microbial infection when they have reduced levels of glucose and glutamine, which are sources of energy to the endometrium in the negative energy balance. Continuous inflammation and innate immune response to bacterial infection in the uterus after calving compromise animal welfare. In this study we tested the hypothesis that homeostatic pathways conferred by glucose , glutamine and biotin, link the energy metabolism and innate immunity in the bovine endometrial tissue. The deprivation of glucose reduced the secretion of IL-1P, IL-6 and IL-8 in cultures of endometrial organs challenged with the endotoxin lipopolysaccharide (LPS). Glutamine depletion also reduces the inflammatory activity of the endometrium to LPS. However, glucose and glutamine activities depend on the presence of glycolysis. The vitamin biotin demonstrates anti-inflammatory nature, reducing the production of proinflammatory cytokines in the endometrium. In conclusion, the energy metabolic stress disrupts inflammatory responses to bacterial infections in the endometrium. We provide data on how negative energy balance may be linked to postpartum uterine disease. / Tese (Doutorado)

Lipopolissacarídeos (LPS), pode tanto proteger quanto exacerbar o desenvolvimento da asma. LPS inicia a ativação da resposta imune via ligação da molécula Toll-like receptor 4 (TLR4) que sinaliza por duas vias distintas, as moléculas adaptadoras MyD88 e TRIF. LPS é um adjuvante que induz resposta do tipo Th1, enquanto que o hidróxido de alumínio (Alum) desperta respostas Th2, porém, a mistura de ambos adjuvantes na indução da resposta alérgica pulmonar ainda não foi investigada. No presente estudo, nós determinamos o efeito de dois agonistas de TLR4, um natural (LPS) e outro sintético (ER-803022) adsorvidos ao Alum sobre o desenvolvimento de doença alérgica pulmonar. Os animais foram sensibilizados pela via subcutânea com os antígenos, Ovoalbumina (OVA) ou Toxóide Tetânico (TT) na presença ou ausência de agonistas de TLR4 co-adsorvidos ao Alum e desafiados com os respectivos antígenos pela via intranasal. Nossos resultados mostraram que a sensibilização com OVA ou TT e LPS coadsorvidos ao Alum, impede o estabelecimento da resposta alérgica mediada por linfócitos Th2, tais como, influxo de eosinófilos, produção de citocinas do tipo 2, hiperreatividade brônquica, secreção de muco, e produção de IgE ou IgG1 anafilática. Apesar dos níveis de IgG2a, isotipo associado com as respostas Th1 estarem aumentados, análise da histopatologia pulmonar não revelou um desvio para o padrão Th1 de inflamação. Verificamos que a presença das moléculas TLR4, MyD88, IL-12/IFN-g mas não TRIF foram necessários para LPS exercer seu efeito inibitório. O agonista sintético de TLR4, menos tóxico que LPS, também protegeu contra o desenvolvimento de inflamação alérgica pulmonar. Em conclusão, nosso trabalho esclarece o efeito da sinalização do TLR4 na sensibilização alérgica e indica que agonista sintético de TLR4 com baixa toxicidade, pode ser utilizado para modular a capacidade adjuvante do Alum e conseqüentemente diminuir a indução de alergias. / Epidemiological and experimental data suggest that bacterial lipopolysaccharides (LPS) can either protect from or exacerbate allergic asthma. LPS triggers immune responses through Toll-like receptor (TLR) 4 that in turn activates two major signaling pathways via either MyD88 or TRIF adaptor proteins. LPS is a pro-Th1 adjuvant while aluminum hydroxide (Alum) is a strong Th2 adjuvant, but the effect of mixing both adjuvants on development of lung allergy has not been investigated. We determined whether natural (LPS) or synthetic (ER-803022) TLR4 agonists adsorbed onto alum adjuvant affect allergen sensitization and development of airway allergic disease. To dissect LPS-induced molecular pathways we used TLR4, MyD88, TRIF, or IL-12/IFN-g deficient mice. Mice were sensitized subcutaneously to allergens such as ovalbumin (OVA) or tetanus toxoid (TT) with or without TLR4 agonists coadsorbed onto Alum and challenged twice via intranasal route with the same allergens. The development of type 2 immunity was evaluated 24 h after last allergen challenge. We found that sensitization with OVA or TT plus LPS co-adsorbed onto Alum impaired allergeninduced Th2-mediated responses such as airway eosinophilia, type 2 cytokines secretion, airway hyperreactivity, mucus hyper production and serum levels of IgE or IgG1 anaphylactic antibodies. Although the levels of IgG2a, a Th1 affiliated isotype increased, investigation into the lung-specific effects revealed that LPS did not induce a Th1 pattern of inflammation. LPS impaired the development of Th2 immunity, signaling via TLR4 and MyD88 molecules via the IL-12/IFN-g axis, but not through TRIF pathway. Moreover, the synthetic TLR4 agonists that proved to have a less systemic inflammatory response than LPS also protected against allergic asthma development. TLR4 agonists co-adsorbed with allergen onto Alum down modulate Th2 immunity and prevent the development of polarized T cell-mediated airway inflammation. Thus, our work clarifies the effect of TLR4 signaling in allergic sensitization and indicates that TLR4 agonists with low toxicity might be useful for down regulating the pro-Th2 adjuvant activity of alum and consequently decrease the induction of allergy.