Helminth Infections: Recognition and Modulation of the Immune Response by Innate Immune Cells

The survival of helminths in the host over long periods of time is the result of a process of adaptation or dynamic co-evolution between the host and the parasite. However, infection with helminth parasites causes damage to the host tissues producing the release of danger signals that induce the recruitment of various cells, including innate immune cells such as macrophages (Mo), dendritic cells (DCs), eosinophils, basophils, and mast cells. In this scenario, these cells are able to secrete soluble factors, which orchestrate immune effector mechanisms that depend on the different niches these parasites inhabit. Here, we focus on recent advances in the knowledge of excretory-secretory products (ESP), resulting from helminth recognition by DCs and Mo. Phagocytes and other cells types such as innate lymphocyte T cells 2 (ILC2), when activated by ESP, participate in an intricate cytokine network to generate innate and adaptive Th2 responses. In this review, we also discuss the mechanisms of innate immune cell-induced parasite killing and the tissue repair necessary to assure helminth survival over long periods of time.Fil: Motran, Claudia Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Silvane, Leonardo Micael. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Chiapello, Laura Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Theumer, Martín Gustavo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Ambrosio, Laura Fernanda. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Volpini, Ximena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Celias, Daiana Pamela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Cervi, Laura Alejandra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Cathepsin L3 from fasciola hepatica induces NLRP3 inflammasome alternative activation in murine dendritic cells

The production of IL-1-family cytokines such as IL-1β and IL-18 is finely regulated by inflammasome activation after the recognition of pathogens associated molecular pattern (PAMPs) and danger associated molecular patterns (DAMPs). However, little is known about the helminth-derived molecules capable of activating the inflammasome. In the case of the helminth trematode Fasciola hepatica, the secretion of different cathepsin L cysteine peptidases (FhCL) is crucial for the parasite survival. Among these enzymes, cathepsin L3 (FhCL3) is expressed mainly in the juvenile or invasive stage. The ability of FhCL3 to digest collagen has demonstrated to be critical for intestinal tissue invasion during juvenile larvae migration. However, there is no information about the interaction of FhCL3 with the immune system. It has been shown here that FhCL3 induces a non-canonical inflammasome activation in dendritic cells (DCs), leading to IL-1β and IL-18 production without a previous microbial priming. Interestingly, this activation was depending on the cysteine protease activity of FhCL3 and the NLRP3 receptor, but independent of caspase activation. We also show that FhCL3 is internalized by DCs, promoting pro-IL-1β cleavage to its mature and biologically active form IL-1β, which is released to the extracellular environment. The FhCL3-induced NLRP3 inflammasome activation conditions DCs to promote a singular adaptive immune response, characterized by increased production of IFN-γ and IL-13. These data reveal an unexpected ability of FhCL3, a helminth-derived molecule, to activate the NLRP3 inflammasome, which is independent of the classical mechanism involving caspase activation.Fil: Celias, Daiana Pamela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Corvo, Ileana. Universidad de la República; UruguayFil: Silvane, Leonardo Micael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Tort, José Francisco. Universidad de la República; UruguayFil: Chiapello, Laura Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Fresno, Manuel. Centro de Biología Molecular Severo Ochoa; EspañaFil: Arranz, Alicia. Centro de Biología Molecular Severo Ochoa; EspañaFil: Motran, Claudia Cristina. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Cervi, Laura Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Pulmonary Conventional Type 1 Langerin-Expressing Dendritic Cells Play a Role in Impairing Early Protective Immune Response against Cryptococcus neoformans Infection in Mice

Lung dendritic cells (DC) are powerful antigen-presenting cells constituted by various subpopulations that differ in terms of their function and origin and differentially regulate cell-mediated antifungal immunity. The lung is the primary target organ of Cryptococcus neoformans and C. gattii infections, which makes it essential in the establishment of the first line of anti-cryptococcal defense. However, the lung-specific dynamics and function of DC subsets are poorly understood in cryptococcosis. In this study, we provide evidence for the in vivo function of a conventional langerin-expressing DC1 dendritic cell (LangDC1) population during the first week of intratracheal C. neoformans infection in mice. By using conditional depletion of LangDC1 after diphtheria toxin treatment of LangDTREGFP mice, we demonstrate that these animals better control the fungal infection and produce type 1 and 17 cytokines in the context of a type 2 immune response, favoring a predominance of iNOS over arginase-1 expression by pulmonary cells. Our results suggest that LangDC1 cells play a role in impairing immune response for the clearance of C. neoformans in the early stage of pulmonary infection.Fil: Guasconi, Lorena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Beccacece, Ignacio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Volpini, Ximena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Burstein, Verónica Liliana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Mena, Cristian Javier. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Silvane, Leonardo Micael. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Almeida, Mariel Abigail. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Musri, Melina Mara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Cervi, Laura Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; ArgentinaFil: Chiapello, Laura Silvina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Nuevos blancos moleculares con propiedades inmunomodulatorias en el desarrollo de vacunas contra Fasciola hepática

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2020La fasciolosis es una enfermedad parasitaria que daña el hígado del huésped infectado y es causada por la migración y la actividad alimentaria de un trematodo: Fasciola hepatica, que afecta principalmente a rumiantes domésticos como el ganado vacuno y ovino. La fasciolosis ha generado pérdidas económicas significativas en el sector agrícola en todo el mundo debido a la reducción de la producción de carne y leche. El ser humano es susceptible a la fasciolosis por ingestión de las metacercarias en vegetales contaminados. El triclabendazol es el medicamento de elección utilizado para controlar la fasciolosis y es el único medicamento recomendado por la OMS para tratar la fasciolosis humana. Sin embargo, la resistencia al triclabendazol en F. hepatica se ha reportado en muchos países, incluida Australia, Irlanda, Brasil y Argentina. Estas limitaciones de la quimioterapia han llevado a que el desarrollo de vacunas para prevenir contra la infección por F. hepatica sea una prioridad en distintos laboratorios alrededor del mundo. Este hallazgo permitiría aumentar la seguridad de los alimentos y ayudar en la disminución de la producción de contaminación ambiental. En numerosos estudios se determinó que la mejor forma de eliminar a F. hepatica es durante la etapa migratoria de la larva juvenil hacia el hígado. En este período, se expresa entre otras, una proteína tipo Kunitz (FhKTM), la cual es un inhibidor de proteasas, capaz de inhibir las enzimas propias y del huésped. Esta proteína que se encuentra en el intestino, el tegumento y los productos excretores-secretores del parásito, puede ser considerada como inmunógeno para el desarrollo de una vacuna dada su participación en la supervivencia del patógeno Los ensayos de inmunización utilizando péptidos sintéticos es una de las nuevas tecnologías nuevas implementadas en la inmunoterapia. La adición de un adyuvante refuerza el potencial de respuesta inmune del antígeno. CpG-ODN/Coa-ASC16, una nanoestructura de cristal líquido formada por autoensamblaje de éster de palmitato de 6-O-ascorbilo (Coa-ASC16) y el oligodesoxinucleótido sintético que contiene motivos de citosina-guanina no metilados (CpG-ODN), fue elegido por su capacidad de generar una respuesta Th1 y Th17 con una fuerte respuesta humoral y celular especifica demostrado en modelos utilizando OVA como antígeno. Además, tiene la ventaja de proteger con su estructura de cristal líquido del ambiente enzimático hostil y generar una liberación gradual del péptido. En el presente trabajo de tesis evaluamos el potencial de FhKTM formulado con CpG-ODN/Coa-ASC16 en un modelo experimental de fasciolosis en ratones y la respuesta inmune asociada con la protección del huésped. Nuestros resultados mostraron que la inmunización de ratones con FhKTM/CpG-ODN/Coa-ASC16 induce protección contra el desafío de F. hepatica al prevenir el daño hepático y mejorar la sobrevida después de la infección. Además, en los ratones inmunizados con FhKTM/CpG-ODN/Coa-ASC16 se indujo una potente respuesta inmune caracterizada por la secreción de IFN-γ e IL-17A con altos niveles de anticuerpos séricos IgG1, IgG2a e IgA específicos de antígeno. Tanto las células del peritoneo como el intestino evidenciaron una activación frente a la inmunización con FhKTM/CpG-ODN/Coa-ASC16. Esta reacción permite considerar estos sitios como los lugares donde se generará una respuesta inmune efectiva que podría provocar la eliminación del parásito para evitar la llegada al hígado. El bloqueo sistémico de IL-17A durante la infección disminuyó los niveles de anticuerpos IgG2a e IgA, así como la producción de IFN-γ, lo que debilitó el potencial protectivo de la inmunización con FhKTM/CpG-ODN/Coa-ASC16 aumentando la mortalidad de los ratones. La presencia de IL-17A se convierte así en un factor fundamental para el desarrollo de la respuesta inmune contra la infección por F. hepatica durante la vacunación con FhKTM/CpG-ODN/Coa-ASC16. En base a los resultados el presente estudio destaca el potencial de una nueva formulación de vacuna para mejorar el control y ayudar a la erradicación de la infección por F. hepatica, con posibles aplicaciones para huéspedes naturales como el ganado bovino y ovino.2022-11-30Fil: Silvane, Leonardo Micael. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Fil: Cervi, Laura Alejandra. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica; Argentina.Fil: Cervi, Laura Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Fil: Cerban, Fabio Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina.Fil: Cerban, Fabio Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Fil: Porporatto, Carina. Universidad Nacional de Villa María. Instituto de Investigación; Argentina.Fil: Porporatto, Carina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; Argentina.Fil: Ropolo, Andrea Silvana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Fil: Ropolo, Andrea Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentina.Fil: Marcipar, Iván Sergio. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas; Argentina.Fil: Marcipar, Iván Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

A Vaccine Based on Kunitz-Type Molecule Confers Protection Against <i>Fasciola hepatica</i> Challenge by Inducing IFN-γ and Antibody Immune Responses Through IL-17A Production

Fasciola hepatica is helminth parasite found around the world that causes fasciolosis, a chronic disease affecting mainly cattle, sheep, and occasionally humans. Triclabendazole is the drug of choice to treat this parasite. However, the continuous use of this drug has led to the development of parasite resistance and, consequently, the limitation of its effectiveness. Hence, vaccination appears as an attractive option to develop. In this work, we evaluated the potential of F. hepatica Kunitz-type molecule (FhKTM) as an antigen formulated with a liquid crystal nanostructure formed by self-assembly of 6-O-ascorbyl palmitate ester (Coa-ASC16) and the synthetic oligodeoxynucleotide containing unmethylated cytosine-guanine motifs (CpG-ODN) during an experimental model of fasciolosis in mice, and we further dissected the immune response associated with host protection. Our results showed that immunization of mice with FhKTM/CpG-ODN/Coa-ASC16 induces protection against F. hepatica challenge by preventing liver damage and improving survival after F. hepatica infection. FhKTM/CpG-ODN/Coa-ASC16-immunized mice elicited potent IFN-γ and IL-17A with high levels of antigen-specific IgG1, IgG2a, and IgA serum antibodies. Strikingly, IL-17A blockade during infection decreased IgG2a and IgA antibody levels as well as IFN-γ production, leading to an increase in mortality of vaccinated mice. The present study highlights the potential of a new vaccine formulation to improve control and help the eradication of F. hepatica infection, with potential applications for natural hosts such as cattle and sheep.Facultad de Ciencias Veterinaria