A leptina é um mediador tanto de respostas neuroendócrinas como imunes, e tem sido associada a diversas autoimunidades. O nosso objetivo foi estudar a importância da leptina na modulação da resposta imunológica no transplante experimental, com ênfase em seu papel na plasticidade de linfócitos T e de células dendríticas (DC). Observamos que os animais deficientes em leptina têm uma sobrevida aumentada do enxerto de pele e uma menor frequência de células Th1 e maior T reguladoras (Treg), Th2 e Th17. Ademais, células T CD4+ naive diferenciam-se mais eficientemente em células Treg e Th17 tanto com DC como sem DC, na ausência de leptina. Nossos dados indicam que BMDC, imaturas e maduras, é comprometida na ausência de leptina, induzindo menor proliferação de linfócitos CD4+ e maior geração/expansão de células Treg, Th17 e Th2. Assim, a ausência de leptina resultou num predomínio de células Treg um padrão Th2 que, em conjunto com o perfil tolerogênico das DC, poderiam ser um dos mecanismos responsáveis pelo aumento da sobrevida do enxerto alogenêico de pele. / Leptin is a mediator of both neuroendocrine and immune responses, and has been associated with several autoimmune diseases. Our objective was to study the importance of leptin in modulating the immune response in experimental transplantation, with emphasis on its role in the plasticity of T lymphocytes and dendritic cells (DC). We observed that animals leptin deficient had an increased skin graft survival and lower frequency of Th1 and increased regulatory (Treg), Th2 and Th17 T cells. Furthermore, naive CD4+ T cells differentiate more efficiently in Treg and Th17 cells, with DC and without DC, in the absence of leptin. Our data indicate that BMDC, mature and immature, is compromised in the absence of leptin, leading to less proliferation of CD4+ and increased generation / expansion of Treg cells, Th2 and Th17. Thus, the lack of leptin resulted in a predominance of Th2 and Treg T cells, which together with the profile of tolerogenic DC could be one of the mechanisms responsible for increased survival of allograft skin.

A inflamação é um evento intrínseco ao transplante que é desencadeado após o dano causado pela cirurgia. No presente trabalho realizou-se a caracterização fenotípica e funcional das células inflamatórias presentes no enxerto, após o transplante alogênico ou singênico de pele em camundongos. Os resultados obtidos mostraram diferenças significativas na produção de citocinas pró e anti-inflamatórias entre o transplante alogênico e singênico, diferenças já detectáveis nas primeiras 24 horas pós-transplante. Mostrou-se que existe produção aumentada de IL-10 no transplante singênico em relação ao transplante alogênico indicando que a produção de IL-10 no enxerto possui um importante papel para o aceite de transplantes de pele. Além disso, na ausência de IL-10, a rejeição de enxertos alogênicos apresentou-se acelerada e surpreendentemente uma grande parcela dos enxertos singênicos não foi aceita e apresentava aspecto de fibrose com grande deposição de colágeno. O conjunto dos dados indica que a IL-10 possui um importante papel regulatório na inflamação local do enxerto. / Inflammation is an intrinsic event of transplantation that occurs due to to damage caused by surgery. In this study, phenotypic and functional characterization of inflammatory cells present in the graft was performed, after allogeneic or syngeneic skin transplantation in mice. Our results show significant differences in the production of pro and anti-inflammatory cytokines between the syngeneic and allogeneic grafts, detectable as early as 24 hours after transplantation. Higher production of IL-10 was shown in the syngeneic grafts in comparison to allogeneic grafts, indicating that production of IL-10 in the graft is important for acceptance. This is reinforced by data that shows that in the absence of IL-10, rejection of allografts is accelerated and that, surprisingly, a high percentage of the syngeneic grafts is not accepted as well, or shows fibrosis with high deposition of collagen. Taken together, this data indicates that IL-10 has an important regulatory function in the local inflammation of the graft.

INTRODUÇÃO: As proteínas de choque térmico (HSPs) são proteínas presentes em todos os seres vivos. Elas possuem dupla atividade imunológica, induzindo tanto respostas proinflamatórias quanto imunorreguladoras. Em nosso grupo, estudamos os efeitos imunológicos dos peptídeos da HSP60 nos sistemas humano e murino. OBJETIVOS: Identificar peptídeos da HSP60 potencialmente imunorreguladores no sistema murino, visando a indução de tolerância no contexto do alotransplante. MÉTODOS: Analisamos a capacidade dos diferentes peptídeos de modificar, in vitro a expressão de genes predominantemente imunorreguladores (Foxp3, Gata-3, IDO, IL-4, IL-10, TGF?) ou inflamatórios (T-bet, IL-12p35, IL-12p40, IL-17) por PCR de tempo real, em esplenócitos murinos de animais naive. Consideramos as modificações induzidas pelos peptídeos como REGULA (?expressão de genes imunorreguladores ou ?expressão de genes inflamatórios) ou INFLAMA (?expressão de genes imunorreguladores ou ? expressão de genes inflamatórios). Selecionamos peptídeos que induziram predomínio de modificação da expressão gênica do tipo REGULA, mais promissores como imunorreguladores para ensaios in vivo de indução de tolerância ao aloenxerto de pele murino. RESULTADOS: Os peptídeos mais promissores foram N7, C4, N6, I8, N2 e N3. O peptídeo N7(n=9) induziu uma razão REGULA/INFLAMA=2,71 e induziu a redução da expressão gênica relativa de IL-17 e IL-12p40. O peptídeo C4 (n=6) induziu razão REGULA/INFLAMA=1,63 e induziu redução da expressão gênica relativa de IL-17 e IL-12p40. O peptídeo N6 (n=8) induziu uma razão REGULA/INFLAMA=1,60, induziu a redução da expressão gênica relativa de T-bet e IL-12p40 e aumentou a expressão de IL-10. O peptídeo I8 (n=5) induziu razão REGULA/INFLAMA=1,57 e induziu aumento da expressão gênica relativa de IL-17. O peptídeo N2 (n=8) induziu razão REGULA/INFLAMA=1,32 e induziu redução da expressão gênica relativa de IL-17 e aumento da expressão de IL-10, IL-4 e T-bet. O peptídeo N3 (n=7) induziu razão REGULA/INFLAMA=1,25 e não teve destaques na modificação gênica induzida. O peptídeo N7 foi testado em protocolos para indução de tolerância do alotransplante de pele murino. Não houve diferença estatística entre os diferentes grupos, a despeito do aumento de sobrevida do aloenxerto de 7 dias no protocolo em combinação com o anticorpo ?CD3 (p=0,38, n=5). DISCUSSÃO E CONCLUSÃO: O forte impacto imunorregulador de alguns peptídeos da HSP60 na expressão gênica de moléculas imunológicas indica que eles podem ser explorados em imunoterapias. Apesar da existência de variabilidade individual, o peptídeo N7 da HSP60 parece ser um promissor peptídeo imunorregulador. O discreto aumento da sobrevida do aloenxerto de pele induzida pelo peptídeo N7 sugere que a sua combinação com imunossupressores em outros protocolos de indução de tolerância, pode ser uma estratégia útil para aumentar a sobrevida do aloenxerto / INTRODUCTION: Heat shock proteins (HSPs) are proteins present in all living beings. They have dual immunologic functional activity inducing both proinflammatory and regulatory responses. In our group, we study the immunological effects of HSP60 peptides in human and mice. OBJECTIVES: To identify potentially immunoregulatory HSP60 peptides in mice, aiming at tolerance induction in the context of alotransplantation. METHOD: We analyzed the capacity of different HSP60 peptides to modify in vitro the expression of predominantly immunoregulatory genes (Foxp3, Gata-3, IDO, IL-4, IL-10, TGF?) or inflammatory (T-bet, IL-12p35, IL-12p40, IL-17) by Real Time PCR, in naive mice splenocytes. We considered gene modifications induced by the peptides as REG (?expression of immunoregulatory genes or ?expression of inflammatory genes) or INFLAMMA (?expression of immunoregulatory genes or ? expression of inflammatory genes). We selected some promising peptides that induced predominantly REG gene expression modifications as immunoregulatory peptides, to perform in vivo assays of tolerance induction to murine skin allograft. RESULTS: More promising peptides were N7, C4, N6, I8, N2 and N3. The N7 peptide (n=9) induced a REG/INFLAMMA ratio=2,71 and induced gene expression reduction of IL-17 and IL-12p40. The C4 peptide (n=6) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,63 and induced gene expression reduction of IL-17 and IL-12p40. The N6 peptide (n=8) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,60, induced gene expression reduction of T-bet and IL-12p40, and increased expression of IL-10. The I8 peptide (n=5) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,57 and induced increased gene expression of IL-17. The N2 peptide (n=8) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,32 and induced gene expression reduction of IL-17 and increase expression of IL-10, IL-4 and T-bet. The N3 peptide (n=7) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,25 and induced no gene expression modification highlights. The N7 peptide was tested in tolerance mice allograft induction protocols. There was no statistical difference between different groups, despite the 7-day increase in allograft survival with the protocol in combination with the ?CD3 antibody (p=0,38, n=5). DISCUSSION AND CONCLUSION: The strong immunoregulatory impact of some HSP60 peptides in the gene expression of immune molecules indicate that they may be explored for immune therapy. Despite the existence of some interindividual variability, the N7 HSP60 peptide seems to be a promising imunorregulatory peptide. The slight increase in graft survival with the N7 peptide suggests that the combination of HSP60 peptides with other immunosupressors and different tolerance induction protocols may be a way to improve graft survival.

A identificação e caracterização das células reguladoras (Treg) trouxeram uma nova perspectiva para a indução da tolerância imunológica nos transplantes e um aumento na sobrevida dos enxertos. Uma vez que as células-tronco mesenquimais derivadas de tecido adiposo (ADSC) possuem a capacidade de suprimir uma resposta imune, nos questionamos se as ADSC poderiam melhorar a sobrevida de um enxerto em camundongos C57BL/6, associada à indução de Treg. Nossos resultados mostram que o tratamento com as ADSC aumentou a média de sobrevida do enxerto, com uma melhora na morfologia do tecido transplantado, um aumento na população de linfócitos Treg e na expressão de IFN-g e IL-10, alem de uma inibição da expressão de IL-17 e na proliferação de células T CD4+. Nossos achados sugerem que as ADSC suprimem a resposta imune ao enxerto por meio da indução de Treg, a qual inibe a participação das células Th17, com uma melhora no enxerto. Estes dados ajudam a desenvolver novos aspectos na estratégia terapêutica e possivelmente o uso futuro dessas células na prática clínica. / The identification and characterization de regulatory T cells that can control immune responsiveness to alloantigens opened up opportunities for new therapies in transplantation. After exposure to alloantigens in vivo, antigen-specific immunoregulatory activity is enriched in a population of CD4+ T cells that express high levels of CD25 and Foxp3. Adipose tissue contains one type of mesenchymal stem cells (ADSC) with capacity of suppressing immune response. In this work we propose the correlation of the ADSC cells in ameliorating skin graft survival, and if is associated with Foxp3 expression. Graft survival was enhanced in animals that received ASCs from the donor. Interesting, in the animals treated with ASCs from CBA presented a higher expression of Foxp3+ cells in the lymph-nodes. In treated mice Foxp3 expression was increased and IL-17 were increased in allogeneic group, suggesting a potent inflammatory response inside the graft. So far, these data suggest the ADSCs increase TReg population cells, inhibit IL-17 expression and prolonging skin graft survival.

Thesis (M.S.)--University of South Florida, 2007. / Title from PDF of title page. Document formatted into pages; contains 20 pages. Includes bibliographical references.

A inflamação é um evento intrínseco ao transplante que é desencadeado após o dano causado pela cirurgia. No presente trabalho realizou-se a caracterização fenotípica e funcional das células inflamatórias presentes no enxerto, após o transplante alogênico ou singênico de pele em camundongos. Os resultados obtidos mostraram diferenças significativas na produção de citocinas pró e anti-inflamatórias entre o transplante alogênico e singênico, diferenças já detectáveis nas primeiras 24 horas pós-transplante. Mostrou-se que existe produção aumentada de IL-10 no transplante singênico em relação ao transplante alogênico indicando que a produção de IL-10 no enxerto possui um importante papel para o aceite de transplantes de pele. Além disso, na ausência de IL-10, a rejeição de enxertos alogênicos apresentou-se acelerada e surpreendentemente uma grande parcela dos enxertos singênicos não foi aceita e apresentava aspecto de fibrose com grande deposição de colágeno. O conjunto dos dados indica que a IL-10 possui um importante papel regulatório na inflamação local do enxerto. / Inflammation is an intrinsic event of transplantation that occurs due to to damage caused by surgery. In this study, phenotypic and functional characterization of inflammatory cells present in the graft was performed, after allogeneic or syngeneic skin transplantation in mice. Our results show significant differences in the production of pro and anti-inflammatory cytokines between the syngeneic and allogeneic grafts, detectable as early as 24 hours after transplantation. Higher production of IL-10 was shown in the syngeneic grafts in comparison to allogeneic grafts, indicating that production of IL-10 in the graft is important for acceptance. This is reinforced by data that shows that in the absence of IL-10, rejection of allografts is accelerated and that, surprisingly, a high percentage of the syngeneic grafts is not accepted as well, or shows fibrosis with high deposition of collagen. Taken together, this data indicates that IL-10 has an important regulatory function in the local inflammation of the graft.

INTRODUÇÃO: As proteínas de choque térmico (HSPs) são proteínas presentes em todos os seres vivos. Elas possuem dupla atividade imunológica, induzindo tanto respostas proinflamatórias quanto imunorreguladoras. Em nosso grupo, estudamos os efeitos imunológicos dos peptídeos da HSP60 nos sistemas humano e murino. OBJETIVOS: Identificar peptídeos da HSP60 potencialmente imunorreguladores no sistema murino, visando a indução de tolerância no contexto do alotransplante. MÉTODOS: Analisamos a capacidade dos diferentes peptídeos de modificar, in vitro a expressão de genes predominantemente imunorreguladores (Foxp3, Gata-3, IDO, IL-4, IL-10, TGF?) ou inflamatórios (T-bet, IL-12p35, IL-12p40, IL-17) por PCR de tempo real, em esplenócitos murinos de animais naive. Consideramos as modificações induzidas pelos peptídeos como REGULA (?expressão de genes imunorreguladores ou ?expressão de genes inflamatórios) ou INFLAMA (?expressão de genes imunorreguladores ou ? expressão de genes inflamatórios). Selecionamos peptídeos que induziram predomínio de modificação da expressão gênica do tipo REGULA, mais promissores como imunorreguladores para ensaios in vivo de indução de tolerância ao aloenxerto de pele murino. RESULTADOS: Os peptídeos mais promissores foram N7, C4, N6, I8, N2 e N3. O peptídeo N7(n=9) induziu uma razão REGULA/INFLAMA=2,71 e induziu a redução da expressão gênica relativa de IL-17 e IL-12p40. O peptídeo C4 (n=6) induziu razão REGULA/INFLAMA=1,63 e induziu redução da expressão gênica relativa de IL-17 e IL-12p40. O peptídeo N6 (n=8) induziu uma razão REGULA/INFLAMA=1,60, induziu a redução da expressão gênica relativa de T-bet e IL-12p40 e aumentou a expressão de IL-10. O peptídeo I8 (n=5) induziu razão REGULA/INFLAMA=1,57 e induziu aumento da expressão gênica relativa de IL-17. O peptídeo N2 (n=8) induziu razão REGULA/INFLAMA=1,32 e induziu redução da expressão gênica relativa de IL-17 e aumento da expressão de IL-10, IL-4 e T-bet. O peptídeo N3 (n=7) induziu razão REGULA/INFLAMA=1,25 e não teve destaques na modificação gênica induzida. O peptídeo N7 foi testado em protocolos para indução de tolerância do alotransplante de pele murino. Não houve diferença estatística entre os diferentes grupos, a despeito do aumento de sobrevida do aloenxerto de 7 dias no protocolo em combinação com o anticorpo ?CD3 (p=0,38, n=5). DISCUSSÃO E CONCLUSÃO: O forte impacto imunorregulador de alguns peptídeos da HSP60 na expressão gênica de moléculas imunológicas indica que eles podem ser explorados em imunoterapias. Apesar da existência de variabilidade individual, o peptídeo N7 da HSP60 parece ser um promissor peptídeo imunorregulador. O discreto aumento da sobrevida do aloenxerto de pele induzida pelo peptídeo N7 sugere que a sua combinação com imunossupressores em outros protocolos de indução de tolerância, pode ser uma estratégia útil para aumentar a sobrevida do aloenxerto / INTRODUCTION: Heat shock proteins (HSPs) are proteins present in all living beings. They have dual immunologic functional activity inducing both proinflammatory and regulatory responses. In our group, we study the immunological effects of HSP60 peptides in human and mice. OBJECTIVES: To identify potentially immunoregulatory HSP60 peptides in mice, aiming at tolerance induction in the context of alotransplantation. METHOD: We analyzed the capacity of different HSP60 peptides to modify in vitro the expression of predominantly immunoregulatory genes (Foxp3, Gata-3, IDO, IL-4, IL-10, TGF?) or inflammatory (T-bet, IL-12p35, IL-12p40, IL-17) by Real Time PCR, in naive mice splenocytes. We considered gene modifications induced by the peptides as REG (?expression of immunoregulatory genes or ?expression of inflammatory genes) or INFLAMMA (?expression of immunoregulatory genes or ? expression of inflammatory genes). We selected some promising peptides that induced predominantly REG gene expression modifications as immunoregulatory peptides, to perform in vivo assays of tolerance induction to murine skin allograft. RESULTS: More promising peptides were N7, C4, N6, I8, N2 and N3. The N7 peptide (n=9) induced a REG/INFLAMMA ratio=2,71 and induced gene expression reduction of IL-17 and IL-12p40. The C4 peptide (n=6) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,63 and induced gene expression reduction of IL-17 and IL-12p40. The N6 peptide (n=8) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,60, induced gene expression reduction of T-bet and IL-12p40, and increased expression of IL-10. The I8 peptide (n=5) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,57 and induced increased gene expression of IL-17. The N2 peptide (n=8) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,32 and induced gene expression reduction of IL-17 and increase expression of IL-10, IL-4 and T-bet. The N3 peptide (n=7) induced a REG/INFLAMMA ratio =1,25 and induced no gene expression modification highlights. The N7 peptide was tested in tolerance mice allograft induction protocols. There was no statistical difference between different groups, despite the 7-day increase in allograft survival with the protocol in combination with the ?CD3 antibody (p=0,38, n=5). DISCUSSION AND CONCLUSION: The strong immunoregulatory impact of some HSP60 peptides in the gene expression of immune molecules indicate that they may be explored for immune therapy. Despite the existence of some interindividual variability, the N7 HSP60 peptide seems to be a promising imunorregulatory peptide. The slight increase in graft survival with the N7 peptide suggests that the combination of HSP60 peptides with other immunosupressors and different tolerance induction protocols may be a way to improve graft survival.

A identificação e caracterização das células reguladoras (Treg) trouxeram uma nova perspectiva para a indução da tolerância imunológica nos transplantes e um aumento na sobrevida dos enxertos. Uma vez que as células-tronco mesenquimais derivadas de tecido adiposo (ADSC) possuem a capacidade de suprimir uma resposta imune, nos questionamos se as ADSC poderiam melhorar a sobrevida de um enxerto em camundongos C57BL/6, associada à indução de Treg. Nossos resultados mostram que o tratamento com as ADSC aumentou a média de sobrevida do enxerto, com uma melhora na morfologia do tecido transplantado, um aumento na população de linfócitos Treg e na expressão de IFN-g e IL-10, alem de uma inibição da expressão de IL-17 e na proliferação de células T CD4+. Nossos achados sugerem que as ADSC suprimem a resposta imune ao enxerto por meio da indução de Treg, a qual inibe a participação das células Th17, com uma melhora no enxerto. Estes dados ajudam a desenvolver novos aspectos na estratégia terapêutica e possivelmente o uso futuro dessas células na prática clínica. / The identification and characterization de regulatory T cells that can control immune responsiveness to alloantigens opened up opportunities for new therapies in transplantation. After exposure to alloantigens in vivo, antigen-specific immunoregulatory activity is enriched in a population of CD4+ T cells that express high levels of CD25 and Foxp3. Adipose tissue contains one type of mesenchymal stem cells (ADSC) with capacity of suppressing immune response. In this work we propose the correlation of the ADSC cells in ameliorating skin graft survival, and if is associated with Foxp3 expression. Graft survival was enhanced in animals that received ASCs from the donor. Interesting, in the animals treated with ASCs from CBA presented a higher expression of Foxp3+ cells in the lymph-nodes. In treated mice Foxp3 expression was increased and IL-17 were increased in allogeneic group, suggesting a potent inflammatory response inside the graft. So far, these data suggest the ADSCs increase TReg population cells, inhibit IL-17 expression and prolonging skin graft survival.

Experimental models of a transfer of stem cells for therapeutic purposes Abstract Stem cell therapy currently represents a standard procedure of treating a wide variety of hereditary diseases and serious injuries. Development of the most suitable way of transfer of stem cells into the patient body remains very important question concerning this type of therapy. In our experiments we used nanofiber scaffolds for stem cell cultivation and their subsequent transfer. These nanofibers were prepared by the original needleless electrospun NanospiderTM technology. Allogeneic cornea or skin graft were transplanted from B6 mice to BALB/c mice. The grafts were covered by a nanofibrous scaffold with cultivated stem cells. Stem cells were stained by an imunofluorescent dye to enable us to monitore their migration from nanofibers into tissues and consequent distribution in the body and characterize changes of this distribution in the time. The methods of ELISA and PCR were used to confirm that mesenchymal stem cells support the production of antiinflammatory cytokines IL-4 and IL-10 and contribute to inhibition of production of proinflammatory cytokines IL-1, IFNγ and inducible nitric oxide synthase. We confirmed an important beneficial role of nanofiber scaffolds in transplantation of mesenchymal stem cells. Nanofiber...

Costimulation blockade based on a donor-specific transfusion and anti-CD154 mAb is effective for establishing mixed allogeneic hematopoietic chimerism and inducing transplantation tolerance. Despite its potential, recent evidence suggests that the efficacy of costimulation blockade can be reduced by environmental perturbations such as infection or inflammation that activate toll-like receptors (TLR). TLR agonists prevent costimulation blockade-induced prolongation of solid organ allografts, but their effect on the establishment of hematopoietic chimerism has not been reported. In this dissertation, we hypothesized that TLR activation during costimulation blockade would prevent the establishment of mixed hematopoietic chimerism and shorten skin allograft survival. To test this hypothesis, costimulation blockade-treated mice were co-injected with TLR2 (Pam3Cys), TLR3 (poly I:C), or TLR4 (LPS) agonists and transplanted with allogeneic bone marrow and skin grafts. Supporting our hypothesis, we observed that TLR agonists administered at the time of costimulation blockade prevented the establishment of mixed hematopoietic chimerism and shortened skin allograft survival. To investigate underlying cellular and molecular mechanisms, we first determined that LPS administration during costimulation blockade did not increase production of alloantibodies or activate natural killer cells. Similarly, costimulation blockade-treated mice depleted of CD4+ or CD8+ cells did not become chimeric when co-injected with LPS. In contrast, mice depleted of both CD4+ and CD8+cell subsets were resistant to the effects of LPS. We next observed that alloreactive T cells were activated by TLR agonists in mice treated with costimulation blockade, and this activation correlated with LPS-induced maturation of donor and host alloantigen-presenting cells. In contrast, TLR4-deficient mice treated with costimulation blockade and LPS did not upregulate costimulatory molecules on their APCs, and mixed chimerism and permanent skin allograft survival were readily achieved. We further observed that injection of recombinant IFN-β recapitulated the detrimental effects of LPS, and that LPS-injected mice deficient in the type I IFN receptor were partially protected. Importantly, alloantigen-presenting cells did not upregulate costimulatory molecules in response to LPS, and mixed chimerism and permanent skin allograft survival were readily established in type I IFN receptor and MyD88 double deficient mice treated with costimulation blockade. We conclude that the TLR4 agonist LPS prevents the establishment of mixed hematopoietic chimerism and shortens skin allograft survival in mice treated with costimulation blockade by inducing the production of type 1 IFN and MyD88-dependent factors that upregulate costimulatory molecules on APCs, leading to the generation of activated alloreactive T cells.