Expressão gênica dos receptores toll-símele e sua relação com citocinas potencialmente envolvidas em lesão de reperfusão durante a fase inicial do transplante pulmonar em humanos

Abstract

Introdução: Imunidade inata é a primeira linha de defesa do hospedeiro contra microorganismos invasores, a qual é mediada por moléculas específicas que reconhecem patógenos, chamadas receptores toll-símile (TLRs). Os TLRs são também capazes de reconhecer ligantes endógenos, tais como conteúdos de células necróticas e proteínas de choque térmico (HSP), resultando na produção de citocinas e ativação do sistema imune adquirido. A função exata dos TLRs ainda é pouco entendida em transplante de órgãos. No entanto, tem sido sugerido que eles podem estar envolvidos na rejeição aguda ou crônica e atuar na resposta do enxerto a lesão por isquemia e reperfusão. Objetivo: Examinar as alterações na expressão gênica dos TLRs durante a fase inicial do transplante pulmonar em humanos e sua relação com citocinas potencialmente envolvidas na lesão por isquemia e reperfusão em transplante de órgãos. Métodos: Foram analisadas biópsias pulmonares de 14 pacientes submetidos a transplante pulmonar (LTx). Estas amostras foram coletadas no final do período de isquemia fria (TIF, n=14), no final do período de isquemia quente (TIQ, n=13),1 hora (n=12) e 2 horas (n=8) após a reperfusão do enxerto. RNA total foi isolado a partir de tecido pulmonar e os níveis de RNA mensageiro (mRNA) dos TLRs (1-10) bem como citocinas (IL-8, IL-6, IL-10, IFN-γ, IL-1β) e proteína de choque térmico 70 (HSP70) foram medidos por reação em cadeia pela polimerase em tempo real. Resultados: Foi detectada a expressão de mRNA de todos TLRs em tecido pulmonar. Nas amostras no TIF, os níveis de mRNA dos TLRs apresentaram-se com diferentes expressões gênicas. Os níveis de expressão dos TLRs, com exceção para o TLR3, estavam altamente correlacionados entre si no TIF e com os níveis de mRNA de IFN-γ, IL-10 e IL-1β e menos significativamente com os níveis de IL-6 e IL-8. Houve diminuição dos níveis de mRNA na grande maioria dos TLRs após reperfusão, o que foi diferente para a maioria das citocinas e HSP70, que apresentaram tendência a aumentar após transplante. A expressão gênica de TLR4 apresentou-se correlacionada com os níveis de IL-8 e IL-1β antes e após transplante (P<0.05). Pulmões de doadores que foram intubados por períodos acima de 72 horas (n=5) apresentaram níveis mais elevados de TLR2 e TLR10 (P<0.05). Conclusão: Pela primeira vez, foi demonstrado que a expressão dos TLRs altera-se durante o período de isquemia e reperfusão em transplante pulmonar em humanos. O tempo de intubação dos doadores pulmonares pode influenciar a expressão de receptores Toll-símile específicos. A correlação entre TLR4 e IL-8/IL-1β sugere que os TLRs pulmonares podem ter alguma função na resposta precoce do enxerto.

Introduction: Innate immunity is the first line of host defense against invading microorganisms, which is mediated by specific pathogen recognition molecules called Toll-like receptors (TLRs). TLRs can also recognize endogenous ligands, such as contents of necrotic cells and heat shock proteins (HSP), resulting in cytokine production and activation of adaptive immune system. The exact role of the Toll-like receptors and their signalling pathways is still poorly understood in organ transplantation. However, it is suggested that they may be involved in either chronic or acute organ rejection and may play a role in graft response to ischemia reperfusion injury. Objective: To examine the changes in gen expression of TLRs during the early phase of human lung transplantation and their relationship with cytokines potentially involved in ischemia reperfusion injury in organ transplantation. Methods: We analyzed lung biopsies from 14 patients submitted to lung transplantation (LTx). Biopsies were collected at the end of the cold ischemic time (CIT, n=14), end of warm ischemic time (WIT, n=13), and after 1h (n=12) and 2h (n=8) of reperfusion. Total RNA was isolated from lung tissues, and messenger RNA (mRNA) levels of TLRs (TLR 1-10) as well as cytokines (IL-8, IL-6, IL-10, IFN-γ and IL-1β) and heat shock protein 70 (HSP70) were measured by quantitative real-time polymerase chain reaction. Results: We observed mRNA expression of all TLRs in lung tissue. In the CIT samples, TLR mRNAs levels were differentially expressed in donor samples. In the CIT samples, the expression levels of TLRs, except for TLR3, were highly correlated with each other and with mRNA levels of IFN-γ, IL-10 and IL-1β, and less significantly correlated with IL-6 and IL-8. After reperfusion, expression of almost all TLR mRNAs decreased to lower levels what was different for most of the cytokines and HSP70, which trended to increase after LTx. TLR4 gen expression was closely correlated with IL-8 and IL-1β levels prior to and after LTX (P<0.01). Lungs from donors who were intubated longer than 72 h (n=5) expressed higher levels of TLR2 and TLR10 (P<0.05). Conclusion: For the first time, we showed that the expression of TLRs is altered during ischemia-reperfusion period of human lung transplantation. The donor length of intubation may influence the expression of specific TLRs. Correlation between TLR4 and IL-8/IL-1β suggests that pulmonary TLRs may play a role in early graft response.