Avaliação do efeito da suplementação de ferro e vitamina D na infecção experimental murina pelo Mycobacterium leprae - Martins, Bruna Letícia [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
A interferência de fatores nutricionais sobre o sistema imunológico apresenta grande relevância para o controle ou progressão de doenças infecciosas. Sabe-se que o ferro é essencial para a sobrevivência e multiplicação de patógenos e que a vitamina D possui papéis que vão além de sua função clássica e tem sido apontada como um potente estimulador de mecanismos associados com a eliminação de patógenos. Na hanseníase existem muitos mecanismos fisiopatológicos parcialmente compreendidos, como o impacto de nutrientes sobre a progressão da doença. Para avaliar a influência do status do ferro e vitamina D sobre a infecção pelo M. leprae em camundongos BALB/c, animais infectados receberam dietas deficientes ou suplementadas de ferro ou vitamina D e ração padrão. Após 100 dias de infecção, os coxins plantares foram processados e analisados quanto ao índice baciloscópico, expressão proteica e gênica de mediadores do metabolismo do ferro (hepcidina/HAMP1, ferroportina/SLC40A1 e lipocalina-2/LCN2) e da vitamina D (catelicidina/CAMP, beclina-1/BECN1 e interferon-γ/IFNG). Os efeitos da suplementação e restrição dietética de ferro e vitamina D também foram avaliados in vitro pela quantificação da secreção de citocinas pelas células peritoneais totais e esplenócitos obtidos de camundongos BALB/c não infectados que receberam as diferentes dietas aqui avaliadas. A suplementação de ferro no grupo infectado não aumentou os níveis séricos desse elemento como nos animais não infectados que receberam a mesma dieta. Os resultados de baciloscopia mostraram menor multiplicação do M. leprae nos animais que receberam a dieta restritiva de ferro. As análises moleculares revelaram que a deficiência de vitamina D favoreceu significativamente as expressões dos genes SLC40A1, CAMP e BECN1, enquanto que in situ apenas a expressão da catelicidina foi mais induzida nas condições de restrição de vitamina D e de suplementação de ferro. Foram observadas ainda uma correlação negativa entre a multiplicação bacilar e a expressão do gene SLC40A1 na condição nutricional padrão, bem como uma correlação positiva entre a expressão proteica de catelicidina e a multiplicação bacilar sob condição de suplementação de ferro. Os resultados in vitro mostram que nas células peritoneais a suplementação de vitamina D e a restrição de ferro diminuíram a produção de IL-6 e TNF em resposta ao M. leprae, enquanto os esplenócitos apresentaram redução na produção de TNF nessas mesmas condições. Níveis mais baixos de IFN-γ foram observados tanto nos esplenócitos suplementados quanto deficientes de ferro. Além disso, suplementação com ferro também diminuiu as produções das interleucinas 6 e 10. Nossos resultados apontam para um interferência do status desses nutrientes na interação entre o hospedeiro e o M. leprae, com potencial para interferir na progressão da hanseníase, doença que está significativamente associada a condições sociais desfavoráveis.

The interference of nutritional factors on the immune system is highly relevant to the control or progression of infectious diseases. It is known that iron is essential for the survival and multiplication of pathogens, and that vitamin D has roles that go beyond its classical function and has been identified as a potent stimulator of mechanisms associated with pathogen elimination. In leprosy, there are many partially understood physiopathological mechanisms, such as the impact of nutrients on disease progression. To assess the influence of iron and vitamin D status on M. leprae infection in BALB/c mice, infected animals were given iron or vitamin D-deficient or supplemented diets along with standard food. After 100 days of infection, the footpad were processed and analyzed for the bacilloscopic index, protein expression, and gene expression of iron metabolism mediators (hepcidin/HAMP1, ferroportin/SLC40A1 and lipocalin-2/LCN2) and vitamin D (cathelicidin/CAMP, beclin-1/BECN1 and interferon- γ /IFNG). The effects of iron and vitamin D dietary supplementation and restriction were also evaluated in vitro by quantifying cytokine secretion by total peritoneal cells and splenocytes obtained from non-infected BALB/c mice receiving the different diets assessed here. Iron supplementation in the infected group did not increase serum levels of this element as seen in non-infected animals receiving the same diet. Bacilloscopy results showed reduced M. leprae multiplication in animals on the iron-restricted diet. Molecular analyses revealed that vitamin D deficiency significantly favored the expressions of the SLC40A1, CAMP and BECN1 genes, while in situ only cathelicidin expression was more induced under conditions of vitamin D restriction and iron supplementation. A negative correlation was also observed between bacillary multiplication and SLC40A1 gene expression under standard nutritional conditions, as well as a positive correlation between cathelicidin protein expression and bacillary multiplication under iron supplementation conditions. In vitro results showed that in peritoneal cells, vitamin D supplementation and iron restriction reduced IL-6 and TNF production in response to M. leprae, while splenocytes showed reduced TNF production under these same conditions. Lower levels of IFN- γ were observed in both iron-supplemented and iron-deficient splenocytes. Furthermore, iron supplementation also reduced the production of interleukins 6 and 10. Our results suggest an interference of the status of these nutrients in the interaction between the host and M. leprae, with the potential to interfere with the progression of leprosy, a disease significantly associated with unfavorable social conditions.
Evaluation of the effect of iron and vitamin D supplementation on experimental murine infection by Mycobacterium leprae
Keywords: Ferro; Hanseníase; Mycobacterium leprae; Vitamina D