Nonopsonic invasion of mononuclear phagocytes by Mycobacterium tuberculosis (M. tb.) is likely important in the establishment of a primary infection in the lung. M. tb. binds to a variety of phagocyte receptors, of which the mannose receptor and the complement receptor type 3 (CR3) may support nonopsonic binding. CR3, a β₂ integrin, is a target for diverse intracellular pathogens, but its role in nonopsonic binding remains uncertain. We have examined the binding of M. tb. to human CR3 heterologously expressed in Chinese hamster ovary (CHO) cells, thereby circumventing the problems of competing receptors and endogenously synthesised complement, which are inherent in studies with mononuclear phagocytes. The surface expression and functional activity of CR3 were confirmed by rosetting with beads coupled to anti-CR3 monoclonal antibodies (MAbs) and with C3bi-coated microspheres, respectively. We found thatM. tb. binds 4-7-fold more avidly to CR3- expressing CHO cells than to wild-type cells, and importantly, that this binding is very similar in the presence of fresh or heat-inactivated human or bovine sera, or no serum. The binding of M. tb. to the transfected CHO cells is CR3-specific, as it is inhibited by anti-CDllb and anti-CD18 MAbs; interestingly, binding is not inhibited by a MAb (2LPM19c) specific for the C3bi-binding site on CDI lb. Electron micrographs of infected CR3-expressing CHO cells reveal the presence of intracellular bacteria enclosed in well-defined, membrane-bound vacuoles. We conclude that the binding of M. tb. to CR3 is nonopsonic and that the organism likely expresses a ligand that directly binds to CR3.

Thesis (Ph. D.)--University of Alabama at Birmingham, 2007. / Title from first page of PDF file (viewed Feb. 7, 2008). Includes bibliographical references.

Malária é uma das principais causas de doença e morte no mundo, principalmente de crianças. É considerada a força de seleção evolucionária mais forte que se conhece na história recente do genoma humano. Além dos fatores ambientais e do próprio parasito, fatores genéticos do hospedeiro têm um papel fundamental tanto na suscetibilidade como na evolução clínica da infecção. O sistema imune inato reconhece os plasmódios através de um número limitado de receptores de reconhecimento padrão (PRRs) e inicia vários mecanismos de defesa que resultam no desenvolvimento de inflamação e resistência do hospedeiro à infecção. Mas, a eliminação completa do parasito requer respostas imunes adaptativas que são amplificadas pela ativação do sistema imune inato. As manifestações clínicas de malária são dependentes dos níveis de citocinas próinflamatórias circulantes produzidas, as quais em níveis altos contribuem para a imunopatologia da doença. O balanço entre respostas pró e antiinflamatórias dirigidas contra o parasito é considerado crítico para a proteção clínica, assim a resposta imune inata pode contribuir tanto para proteção da malária como para modular a resposta imune adaptativa. Neste estudo, nós investigamos polimorfismos de um único nucleotídeo (SNP) dos genes de três PRRs: TLR, MBL e CR1 de indivíduos infectados por Plasmodium e residentes em áreas endêmicas de malária no Brasil. Os SNPs TLR1 (I602S), TLR4 (D229G), TLR6 (S249P), TLR9 (T-1237C/ -1486C), MBL [exon 1 nos códons 52, 54, e 57 (MBL2*A ou D, A ou B e A ou C, respectivamente); na região do promotor na posição -221 (*X ou *Y); e na posição +4 da região não traduzida (*P ou *Q)] e CR-1(C5507G) foram determinados por PCR-RFLP. Nós observamos associações entre os polimorfismos TLR1 I602S, TLR6 S249P e da região não traduzida +4 (*Q) e manifestações clínicas de malária e entre os polimorfismos TLR9 T-1486C, TLR T-1237C, MBL*D (códon 52) e do diplótipo de produção insuficiente de MBL (XA+O/O) e parasitemias mais altas. Nenhuma associação foi observada entre o polimorfismo CR-1 C5507G e manifestações clínicas de malária ou com parasitemia. Ao analisarmos juntos os polimorfismos de MBL e TLR, observamos que indivíduos com diplótipo de produção suficiente de MBL (YA/YA+YA/XA+YA/O+XA/XA) TLR1 I602S tinham menos manifestações clínicas de malária e indivíduos com diplótipo de produção suficiente de MBL e não carreadores do alelo TLR9 -1486C tinham parasitemias mais baixas do que os indivíduos com diplótipo de produção insuficiente de MBL e carreadores dos alelos variantes de TLR1 I602S e TLR9 -1486C, respectivamente. Juntos, nossos dados indicam que polimorfismos do promotor de TLR-9 e os diplótipos de produção insuficiente de MBL (XA+O/O) devem de algum modo controlar o nível de parasitemia por plasmódios enquanto a deficiência de TLR1 parece predispor para a presença de manifestações clínicas de malária. Também, podemos sugerir que existe uma cooperação entre TLR1, TLR9 e MBL na ativação da resposta imune inata na malária. Estes achados genéticos devem contribuir para o entendimento da patogênese da malária e levantar uma questão potencialmente interessante que é digna de investigações posteriores em outras populações a fim de validar a contribuição genética destes loci na patogênese da malária / Malaria is one of the major causes of disease and death worldwide, mainly of children. It is also the strongest known force for evolutionary selection in the recent history of the human genome. Besides environmental and parasite factors, host genetic factors play a major role in determining both susceptibility to malaria and the course of infection. Innate immune mechanisms directed against Plasmodium parasites both contribute to protection from malaria and modulate adaptive immune responses. The innate immune system recognizes Plasmodium via a limited number of pattern-recognition receptors (PRRs) and initiates a broad spectrum of defense mechanisms that result in the development of inflammation and host resistance to infection. But, the complete control of the infection requires adaptive immune responses; and the innate immune system is also very efficient in instructing the cellular mediators of adaptive immunity to lead a powerful additional strike force against the parasite. Clinical malaria is characterized by high levels of circulating proinflammatory cytokines, which are thought to contribute to the immunopathology of the disease. The balance between pro- and anti-inflammatory responses toward the parasite is considered critical for clinical protection. The innate immune system initiates and thus sets the threshold of immune responses. In this study, we investigated single nucleotide polymorphisms (SNP) in the genes of three PRRs: TLR, MBL and CR1 in Plasmodium-infected individuals living in endemic areas of Brazil. The SNPs TLR1 (I602S), TLR4 (D229G), TLR6 (S249P), TLR9 (T-1237C/ -1486C), MBL [in the coding sequence of exon 1 at codons 52, 54, and 57 (MBL2*A or D, A or B, and A or C, respectively); in the promoter region at position -221 (*X or *Y); and in the untranslated sequence at position +4 (*P or *Q)] and CR-1(C5507G) were determined by PCR-RFLP. We observed associations of the TLR1 I602S, TLR6 S249P and untranslated sequence at position +4 MBL (*Q) variants with clinical manifestations of malaria and of the TLR9 T-1486C, TLR9 T-1237C, MBL2*D and MBL-insufficient diplotype (XA+O/O) with higher parasitemias. No association was observed to the CR-1 C5507G ) and clinical manifestations of malaria or parasitemia. Also, we observed that individuals with MBLsufficient haplotype (YA/YA+YA/XA+YA/O+XA/XA) and not bearing the allele TLR1 I602S had less clinical manifestations of malaria and individuals with MBL-sufficient haplotype and not bearing TLR9 -1486C had lower parasitemias when compared to individuals with MBL-insufficient diplotype and bearing the variant alleles TLR1 I602S and TLR9 -1486C, respectively. Altogether, our data indicate that TLR-9 promoter and MBL-insufficient haplotype (XA+O/O) polymorphisms to some extent may control the level of Plasmodium parasitemia while TLR1 deficiency seems to predispose to mild malaria. Also, they could suggest cooperation among TLR1, TLR9 and MBL in the immune response against malaria. These genetic findings may contribute to the understanding of the pathogenesis of malaria and raise a potentially interesting issue that is worthy of further investigation in other population in order to validate the genetics contribution of these loci to the pathogenesis of malaria

Malária é uma das principais causas de doença e morte no mundo, principalmente de crianças. É considerada a força de seleção evolucionária mais forte que se conhece na história recente do genoma humano. Além dos fatores ambientais e do próprio parasito, fatores genéticos do hospedeiro têm um papel fundamental tanto na suscetibilidade como na evolução clínica da infecção. O sistema imune inato reconhece os plasmódios através de um número limitado de receptores de reconhecimento padrão (PRRs) e inicia vários mecanismos de defesa que resultam no desenvolvimento de inflamação e resistência do hospedeiro à infecção. Mas, a eliminação completa do parasito requer respostas imunes adaptativas que são amplificadas pela ativação do sistema imune inato. As manifestações clínicas de malária são dependentes dos níveis de citocinas próinflamatórias circulantes produzidas, as quais em níveis altos contribuem para a imunopatologia da doença. O balanço entre respostas pró e antiinflamatórias dirigidas contra o parasito é considerado crítico para a proteção clínica, assim a resposta imune inata pode contribuir tanto para proteção da malária como para modular a resposta imune adaptativa. Neste estudo, nós investigamos polimorfismos de um único nucleotídeo (SNP) dos genes de três PRRs: TLR, MBL e CR1 de indivíduos infectados por Plasmodium e residentes em áreas endêmicas de malária no Brasil. Os SNPs TLR1 (I602S), TLR4 (D229G), TLR6 (S249P), TLR9 (T-1237C/ -1486C), MBL [exon 1 nos códons 52, 54, e 57 (MBL2*A ou D, A ou B e A ou C, respectivamente); na região do promotor na posição -221 (*X ou *Y); e na posição +4 da região não traduzida (*P ou *Q)] e CR-1(C5507G) foram determinados por PCR-RFLP. Nós observamos associações entre os polimorfismos TLR1 I602S, TLR6 S249P e da região não traduzida +4 (*Q) e manifestações clínicas de malária e entre os polimorfismos TLR9 T-1486C, TLR T-1237C, MBL*D (códon 52) e do diplótipo de produção insuficiente de MBL (XA+O/O) e parasitemias mais altas. Nenhuma associação foi observada entre o polimorfismo CR-1 C5507G e manifestações clínicas de malária ou com parasitemia. Ao analisarmos juntos os polimorfismos de MBL e TLR, observamos que indivíduos com diplótipo de produção suficiente de MBL (YA/YA+YA/XA+YA/O+XA/XA) TLR1 I602S tinham menos manifestações clínicas de malária e indivíduos com diplótipo de produção suficiente de MBL e não carreadores do alelo TLR9 -1486C tinham parasitemias mais baixas do que os indivíduos com diplótipo de produção insuficiente de MBL e carreadores dos alelos variantes de TLR1 I602S e TLR9 -1486C, respectivamente. Juntos, nossos dados indicam que polimorfismos do promotor de TLR-9 e os diplótipos de produção insuficiente de MBL (XA+O/O) devem de algum modo controlar o nível de parasitemia por plasmódios enquanto a deficiência de TLR1 parece predispor para a presença de manifestações clínicas de malária. Também, podemos sugerir que existe uma cooperação entre TLR1, TLR9 e MBL na ativação da resposta imune inata na malária. Estes achados genéticos devem contribuir para o entendimento da patogênese da malária e levantar uma questão potencialmente interessante que é digna de investigações posteriores em outras populações a fim de validar a contribuição genética destes loci na patogênese da malária / Malaria is one of the major causes of disease and death worldwide, mainly of children. It is also the strongest known force for evolutionary selection in the recent history of the human genome. Besides environmental and parasite factors, host genetic factors play a major role in determining both susceptibility to malaria and the course of infection. Innate immune mechanisms directed against Plasmodium parasites both contribute to protection from malaria and modulate adaptive immune responses. The innate immune system recognizes Plasmodium via a limited number of pattern-recognition receptors (PRRs) and initiates a broad spectrum of defense mechanisms that result in the development of inflammation and host resistance to infection. But, the complete control of the infection requires adaptive immune responses; and the innate immune system is also very efficient in instructing the cellular mediators of adaptive immunity to lead a powerful additional strike force against the parasite. Clinical malaria is characterized by high levels of circulating proinflammatory cytokines, which are thought to contribute to the immunopathology of the disease. The balance between pro- and anti-inflammatory responses toward the parasite is considered critical for clinical protection. The innate immune system initiates and thus sets the threshold of immune responses. In this study, we investigated single nucleotide polymorphisms (SNP) in the genes of three PRRs: TLR, MBL and CR1 in Plasmodium-infected individuals living in endemic areas of Brazil. The SNPs TLR1 (I602S), TLR4 (D229G), TLR6 (S249P), TLR9 (T-1237C/ -1486C), MBL [in the coding sequence of exon 1 at codons 52, 54, and 57 (MBL2*A or D, A or B, and A or C, respectively); in the promoter region at position -221 (*X or *Y); and in the untranslated sequence at position +4 (*P or *Q)] and CR-1(C5507G) were determined by PCR-RFLP. We observed associations of the TLR1 I602S, TLR6 S249P and untranslated sequence at position +4 MBL (*Q) variants with clinical manifestations of malaria and of the TLR9 T-1486C, TLR9 T-1237C, MBL2*D and MBL-insufficient diplotype (XA+O/O) with higher parasitemias. No association was observed to the CR-1 C5507G ) and clinical manifestations of malaria or parasitemia. Also, we observed that individuals with MBLsufficient haplotype (YA/YA+YA/XA+YA/O+XA/XA) and not bearing the allele TLR1 I602S had less clinical manifestations of malaria and individuals with MBL-sufficient haplotype and not bearing TLR9 -1486C had lower parasitemias when compared to individuals with MBL-insufficient diplotype and bearing the variant alleles TLR1 I602S and TLR9 -1486C, respectively. Altogether, our data indicate that TLR-9 promoter and MBL-insufficient haplotype (XA+O/O) polymorphisms to some extent may control the level of Plasmodium parasitemia while TLR1 deficiency seems to predispose to mild malaria. Also, they could suggest cooperation among TLR1, TLR9 and MBL in the immune response against malaria. These genetic findings may contribute to the understanding of the pathogenesis of malaria and raise a potentially interesting issue that is worthy of further investigation in other population in order to validate the genetics contribution of these loci to the pathogenesis of malaria

Thesis (Ph. D.)--Uniformed Services University of the Health Sciences, 2005. / Typescript (photocopy).