laboratório de imunogenética​

 

 Editor de Conteúdo

 
responsável pela unidade:

Orlando Garcia Ribeiro Filho – orlando.ribeiro@butantan.gov.br

pesquisadores da unidade:
Andrea Borrego – andrea.borrego@butantan.gov.br
Aryene Goes Trezena – aryene.trezena@butantan.gov.br
José Ricardo Jensen – jose.jensen@butantan.gov.br
​Marcelo de Franco – marcelo.franco@butantan.gov.br
Milene Tino de Franco- milene.franco@butantan.gov.br
Mônica Spadafora Ferreira – monica.spadafora@butantan.gov.br
Nancy Starobinas – nancy.starobinas@butantan.gov.br
Olga Célia Martinez Ibañez – olga.ibanez@butantan.gov.br
Solange Carbonare – solange.carbonare@butantan.gov.br
Solange Massa – solange.massa@butantan.gov.br
Wafa Hanna Koury Cabrera – wafa.cabrera@butantan.gov.br

objetivo geral da unidade

O laboratório se dedica ao estudo do Controle Genético da Resposta Imune. O modelo experimental empregado consiste de linhagens de camundongos “bons” e “maus” respondedores, produzidos por seleção fenotípica bidirecional, realizada a partir de populações heterogêneas de animais.

Duas características principais, representando os compartimentos específico e não específico da resposta imune, foram consideradas nos experimentos de seleção: produção quantitativa de anticorpos contra antígenos naturais complexos (eritrócitos heterólogos, proteínas e antígenos bacterianos) e a reação inflamatória aguda local (AIR) induzida por substância não imunogênica (partículas de poliacrilamida).

Em cada processo seletivo, os acasalamentos de camundongos escolhidos nos extremos de alta ou baixa resposta foram repetidos por gerações sucessivas até ser atingida a máxima separação entre as duas linhagens. Essa divergência é explicada pelo acúmulo progressivo, em cada linhagem, de múltiplos genes dotados de efeito aditivo para o fenótipo selecionador.

Quando o limite de resposta à seleção é alcançado, considera-se que esses genes relacionados estão fixados em homozigose em cada linhagem. O fenótipo final “Bom” e “Mau” respondedor, resultante do processo de seleção das linhagens, é excepcional, não apenas pela extensão das diferenças quantitativas de resposta entre elas, mas também pela alteração generalizada de sua resposta a uma grande variedade de agentes inflamatórios ou imunes.

Desta maneira, estas linhagens de camundongos constituem um modelo original e adequado para se avaliar o impacto do controle genético multifatorial da imunidade específica e não específica na defesa do hospedeiro contra infecções ou na predisposição a doenças autoimunes e alérgicas e ao câncer.

O estudo da associação dos fenótipos selecionados em cada par de Bons e Maus respondedores, com a susceptibilidade natural a infecções, autoimunidade e tumorigênese, e a identificação dos genes envolvidos e seus produtos, são os objetivos principais do programa desenvolvido pelo Laboratório de Imunogenética.

Além disso, para aplicação em Biotecnologia, as linhagens selecionadas constituem um bom indicador em testes de imunogenicidade e eficácia de vacinas produzidas pelo Instituto Butantan. O mesmo vale para os ensaios de substâncias pró ou anti-inflamatórias, ou ainda imunomoduladoras, presentes em toxinas animais de interesse para o Instituto.

Desde 1999, um grupo de pesquisadores transferido para o laboratório se dedica ao estudo da proteção contra gastroenterite por fatores presentes no colostro humano. O principal objetivo deste projeto é a definição de antígenos para o desenvolvimento de imunobiológicos que possam ser utilizados na imunização ativa ou passiva contra a diarreia infantil.

linhas de pesquisa

Influência do controle genético da intensidade das reações imunológicas e inflamatórias na resistência natural a infecções e na predisposição a doenças autoimunes e neoplásicas

As grandes alterações do potencial de resposta imune, resultantes dos vários processos de seleção bidirecional, induziram também profundas modificações na resistência / susceptibilidade das linhagens a várias infecções experimentais, relacionadas com os principais mecanismos patogênicos de cada agente infeccioso.

A infecção por Tripanosoma cruzi vem sendo estudada comparativamente nas linhagens selecionadas para a alta (H) ou baixa (L) produção de anticorpos e para a máxima (AIRmax) e mínima (AIRmin) reatividade inflamatória aguda, com o intuito de avaliar a contribuição da imunidade adaptativa e inata no decorrer dessa doença.

As linhagens mostraram também diferenças na susceptibilidade a doenças autoimunes experimentais, como a artrite induzida pelo pristane (PIA) ou pelo colágeno. Um trabalho em colaboração foi estabelecido com o Dr. Célio Lopes (USP/Ribeirão Preto) utilizando o modelo AIRmax/AIRmin como controle da vacina recombinante contra tuberculose, que contém o gene da proteína de choque térmico da micobactéria (essa proteína conservada possui efeito artritogênico na PIA).

As linhagens se diferenciam também na susceptibilidade à carcinogênese química, e os resultados demonstram que pelo menos uma parte dos genes que determinam o grau de resposta imune ou inflamatória são ou estão intimamente ligados aos genes modificadores da resistência/susceptibilidade à carcinogênese. As linhagens selecionadas estão sendo testadas com outros carcinógenos, que atuam em diferentes órgãos, a fim de se investigar mecanismos de defesa antitumoral ligados ao genótipo que regula as respostas imunes inata e específica.

A resposta inflamatória local ao veneno de Bothrops jararaca tem sido estudada em camundongos AIRmax e AIRmin. As diferenças interlinhagens encontradas na intensidade do influxo celular e na produção de mediadores inflamatórios em resposta ao veneno demonstram a interferência da constituição genética do hospedeiro nesta reação.

O modelo tem contribuído para a definição de mecanismos complexos envolvidos na reação local ao veneno e das estratégias para sua neutralização in vivo.

Rastreamento do genoma de linhagens selecionadas de acordo com a produção de anticorpos e com a reação inflamatória aguda

A abordagem de mapeamento com marcadores genéticos polimórficos, em camundongos dotados de capacidades funcionais extremas e opostas, tem sido utilizada com sucesso, permitindo a localização cromossômica dos loci reguladores da característica quantitativa considerada (QuantitativeTrait Loci, QTL).

O ensaio consiste na análise de coerança de loci identificados por marcadores de polimorfismo de DNA (microssatélites) com o fenótipo selecionado. Já foram mapeados QTLs que contêm genes imunomoduladores (Im) em camundongos Bons e Maus produtores de anticorpos, e o mesmo protocolo vem sendo aplicado aos camundongos das linhagens AIRmax e AIRmin.

Neste último modelo, nosso principal objetivo é a identificação funcional de genes que interferem na evolução do câncer e na resposta inflamatória. Esta análise extensiva de ligação genética será complementada pela análise da expressão gênica diferencial em órgãos-alvo, nas diferentes linhagens pela técnica de “microarray”.

Para estes experimentos estabelecemos um programa de colaboração com o Dr. Tommaso Dragani do Istituto dei Tumori de Milão, Itália.

Imunologia das mucosas e proteção contra gastroenteritis

Diante da grande importância das diarreias como um problema de Saúde Pública no Brasil e em outros países em desenvolvimento, e da eficácia do aleitamento na proteção de crianças contra a diarreia e outras doenças infecciosas, o Laboratório investiga os mecanismos de proteção envolvidos na superfície das mucosas, veiculados por anticorpos secretores presentes no colostro e no leite humano.

O estudo de anticorpos que reagem com fatores de virulência dos microrganismos permite o desenvolvimento de vacinas ou de produtos imunobiológicos de proteção contra gastroenterites. Um modelo experimental in vitro de aderência de bactérias a células epiteliais humanas simula os eventos que ocorrem nas superfícies mucosas durante a infecção do hospedeiro por microrganismos.

Anticorpos reativos aos fatores de virulência das Escherichia coli diarreiogênicas são capazes de inibir in vitro a interação bactéria-célula, sugerindo seu papel no fenômeno de proteção. Modelosin vivo também estão sendo investigados, pela infecção de camundongos de linhagens mais susceptíveis a infecções.

Tanto os modelos in vitro como in vivo são empregados para avaliação do papel de anticorpos na proteção contra as infecções, tais como preparações de IgA a partir de pools de colostro e leite humanos de doadoras saudáveis, e também preparações de IgY obtidas a partir de gemas de ovos de galinhas imunizadas com as E. coli EPEC e STEC.

O estabelecimento destes modelos experimentais será fundamental na avaliação da eficácia de uma vacina para diarreias por EPEC, que está sendo desenvolvida em colaboração do Instituto Butantan com o Laboratório de Imunologia de Mucosas do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo – ICB-USP.

Recentemente, o estudo de rotavírus foi incorporado a esta linha de pesquisa, em virtude da sua grande importância como agente causador de gastroenterites no Brasil e no mundo. Investigamos a presença de anticorpos antirrotavírus no colostro e leite humanos, avaliando-se sua reatividade a diferentes proteínas estruturais virais. A atividade biológica destes anticorpos é avaliada pela sua capacidade de inibir a infecção viral in vitro em células MA-104.​