Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Immune response enables the body to resist foreign invasions. The Inflammatory response is an important aspect in the immune response which is articulated by elements such as cytokines, APC, T-cell and B-cell, effector cell or natural killer. Of these elements, T-cells especially T-helper cells; a sub class of T-cells plays a pivotal role in stimulating the immune response by participating in various biological reactions such as, the transcription regulatory network. Transcriptional regulatory mechanisms are mediated by a set of transcription factors (TFs), that bind to a specific region (motifs or transcription factor binding sites, TFBS), on the target gene(s) controlling the expression of genes that are involved in T-helper cell mediated immune response. Eukaryotic regulatory motifs, referred to as cis regulatory modules (CRMs) or cistrome, co-occur with the regulated gene’s transcription start site (TSS) thus, providing all the essential components for building the transcriptional regulatory networks that depends on the relevant TF-TFBS interactions. Here, we study IL-12 stimulated transcriptional regulators in STAT4 mediated T helper 1 (Th1) cell development by focusing on the identification of TFBS and CRMs using a set of Stat4 ChIP-on-chip target genes. A region containing 2000 bases of Mus musculus sequences with the Stat4 binding site, derived from the ChIP-on-chip data, has been characterized for enrichment of other motifs and, thus CRMs. Our experiments identify some potential motifs, (such as NF-κB and PPARγ/RXR) being enriched in the Stat4 binding sequences compared to neighboring background sequences. Furthermore, these predicted CRMs were observed to be associated with biologically relevant target genes in the ChIP-on-chip data set by meaningful gene ontology annotations. These analyses will enable us to comprehend the complicated transcription regulatory network and at the same time categorically analyze the IL-12 stimulated Stat4 mediated Th1 cell differentiation.

A malária permanece um sério problema de saúde em países subdesenvolvidos. O estágio sanguíneo da infecção é responsável por todos os sintomas associados com a malária. Recentemente, tem sido mostrado que receptores imunes inatos são capazes de detectar sinais de dano, tais como a adenosina trifosfato ATP. O receptor P2X7 detecta altas concentrações de ATP extracelular. Ao avaliarmos a parasitemia e os parâmetros clínicos da doença em camundongos C57BL/6 e P2X7-/-, observamos uma semelhança em ambos os grupos até o dia 7 p.i., mas após este período os camundongos P2X7-/- tiveram dificuldade de controlar a parasitemia e restaurar os parâmetros clínicos. O ineficiente controle da parasitemia durante o período agudo e crônico em camundongos P2X7-/- foi associado com a baixa produção de IFNγ. Além disso, o receptor P2X7 aumenta a expressão de T-bet em células Th1 e controla o número de células Tfh. Este estudo mostra que o equilíbrio mediado pelo receptor P2X7 entre os fatores de transcrição Bcl-6 e T-bet ajusta a imunidade celular e humoral na malária. / Malaria remains a serious healthcare problem in developing countries. The blood stage of infection is responsible for all symptoms associated with malaria. Recently, it has been shown that innate immune receptors are able to detect signals as adenosine triphosphate (ATP). P2X7 receptor detects high levels of extracellular ATP. Evaluating the parasitemia and clinical parameters in C57BL/6 (B6) and P2X7-/- mice, we observed a similarity in both groups to day 7 p.i., but after this period the P2X7-/- mice had difficulty in controlling the parasitemia and restoring the clinical parameters. The inefficient parasite control in acutely and chronically infected P2X7-/- mice was associated with low production of IFNγ. Furthermore, P2X7 receptor increases the expression of T-bet in Th1 cells and controls the Tfh cell number. This study provides a new insight into immunology by showing that the balance between T-bet and Bcl-6 transcriptional factors tunes the cellular and humoral immunity in malaria.

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Apesar dos esforços para o controle da infecção em diferentes áreas endêmicas, a malária continua em expansão, e as medidas tradicionais de controle da transmissão são pouco eficazes. A resposta imune na malária é complexa, e os mecanismos de ativação e regulação de linfócitos T e suas citocinas ainda são pouco compreendidos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a correlação da parasitemia com o número de plaquetas e leucócitos, e identificar e quantificar as subpopulações específicas de células Th1, Th2, Th17 e Treg, durante a infecção por P. vivax. Avaliando a parasitemia e o número de plaquetas, foi verificado que existe correlação negativa (p<0,0005) entre esses parâmetros e que, dependendo da quantidade de parasitas, os pacientes com malária vivax apresentavam um maior grau de plaquetopenia (p<0,0001). Avaliando o número de parasitas e de leucócitos totais, foi verificada ausência de correlação entre esses parâmetros em pacientes com malária vivax. Além disso, também não foi detectada alteração no número de leucócitos totais quando comparado aos controles sadios. Posteriormente, foi realizada, por meio de citometria de fluxo, a identificação e quantificação das subpopulações de células T: Th1 (CD3+CD4+IFN-γ+), Th2 (CD3+CD4+IL4+), Th17 (CD3+CD4+IL-17+), Treg (CD4+CD25+CD127-) e citotóxica (CD3+CD8+), em pacientes com malária vivax e em controles sadios após cultura de linfócitos previamente isolados do sangue periférico, para verificar a alteração do número dessas subpopulações de linfócitos pela infecção por P. vivax. O percentual da citocina IL-10 também foi avaliado nas células Treg (CD4+CD25+CD127-IL-10+). Os indivíduos infectados por P. vivax apresentaram percentual de células T citotóxica e Th1 aumentadas. Já o percentual de células Th2, Th17 e Tregs não apresentaram diferenças entre os grupos. Porém, o percentual de células Treg que produziam a citocina IL-10 estava aumentado em pacientes com malária vivax, quando comparado aos controles sadios. Finalmente, a avaliação do número de células T CD4+ e T CD8+, indicou que não houve diferenças entre a proporção desses linfócitos em controles sadios e nem durante o processo infeccioso induzido por P. vivax. Em conclusão, pacientes com malária vivax apresentam um aumento no número de células T citotóxicas, Th1 e de células Treg (CD4+CD25+CD127-) produtoras de interleucina-10, indicando que a infecção por P. vivax ativa células específicas que podem participar na imunorregulação contra esse parasita. / Malaria is a parasitic disease of major global importance and is responsible for leading causes of morbidity and mortality in tropical and subtropical areas of the world. Despite efforts to control the infection in different endemic areas, malaria continues to expand, and the traditional transmission control measures are ineffective. The immune response in malaria is complex, and the mechanisms of activation and regulation of T lymphocytes and their cytokines are still poorly understood. The objective of this study was to evaluate the correlation of parasitemia with the number of platelets and leukocytes, and identify and quantify specific subpopulations of Th1, Th2, Th17 and Treg cells in infection by P. vivax. Evaluating the parasitemia and the number of platelets was verified that there is a negative correlation (p<0,0005) between these parameters and that, dependent of the number of parasites, vivax malaria patients showed higher degree of thrombocytopenia (p<0,0001). Evaluating the number of parasites and total leukocytes was observed no correlation between these parameters in patients with vivax malaria. Moreover, it was also not detected change in the number of total leukocytes when compared to healthy controls. Subsequently, was performed by flow cytometry, identification and quantification of T cell subsets: Th1 (CD3+CD4+IFN-γ+), Th2 (CD3+CD4+IL4+), Th17 (CD3+CD4+IL-17+), Treg (CD4+CD25+CD127-) and cytotoxic (CD3+CD8+) in patients with vivax malaria and healthy controls after lymphocyte culture previously isolated from peripheral blood, to verify the change in the number of these subpopulations lymphocytes by infection with P. vivax. The percentage of IL-10 was also evaluated on Treg cells (CD4+CD25+CD127+IL-10). Individuals infected with P. vivax showed increased percentage of Th1 and cytotoxic T cells. The percentage of Th2, Th17 and Treg cells did not differ between groups. However, the percentage of Treg cells that produce IL-10 cytokine was increased in patients with vivax malaria compared to healthy controls. Finally, the evaluation of the number of CD4+ T and CD8+ T cells indicated that there were no differences between the proportion of these lymphocytes in healthy controls or during the infectious process induced by P. vivax. In conclusion, vivax malaria patients show an increase in the number of cytotoxic T cell, Th1 and Treg cells (CD4+CD25+CD127-) producers of interleukin-10, indicating that infection with P. vivax activate specific cells which can participate in the immunoregulation against this parasite.

A malária permanece um sério problema de saúde em países subdesenvolvidos. O estágio sanguíneo da infecção é responsável por todos os sintomas associados com a malária. Recentemente, tem sido mostrado que receptores imunes inatos são capazes de detectar sinais de dano, tais como a adenosina trifosfato ATP. O receptor P2X7 detecta altas concentrações de ATP extracelular. Ao avaliarmos a parasitemia e os parâmetros clínicos da doença em camundongos C57BL/6 e P2X7-/-, observamos uma semelhança em ambos os grupos até o dia 7 p.i., mas após este período os camundongos P2X7-/- tiveram dificuldade de controlar a parasitemia e restaurar os parâmetros clínicos. O ineficiente controle da parasitemia durante o período agudo e crônico em camundongos P2X7-/- foi associado com a baixa produção de IFN&#947;. Além disso, o receptor P2X7 aumenta a expressão de T-bet em células Th1 e controla o número de células Tfh. Este estudo mostra que o equilíbrio mediado pelo receptor P2X7 entre os fatores de transcrição Bcl-6 e T-bet ajusta a imunidade celular e humoral na malária. / Malaria remains a serious healthcare problem in developing countries. The blood stage of infection is responsible for all symptoms associated with malaria. Recently, it has been shown that innate immune receptors are able to detect signals as adenosine triphosphate (ATP). P2X7 receptor detects high levels of extracellular ATP. Evaluating the parasitemia and clinical parameters in C57BL/6 (B6) and P2X7-/- mice, we observed a similarity in both groups to day 7 p.i., but after this period the P2X7-/- mice had difficulty in controlling the parasitemia and restoring the clinical parameters. The inefficient parasite control in acutely and chronically infected P2X7-/- mice was associated with low production of IFN&#947;. Furthermore, P2X7 receptor increases the expression of T-bet in Th1 cells and controls the Tfh cell number. This study provides a new insight into immunology by showing that the balance between T-bet and Bcl-6 transcriptional factors tunes the cellular and humoral immunity in malaria.