Czynniki immunomodulujące i ich rola w przebiegu zarażenia Babesia microti u myszy

Babeszjoza jest zoonozą zaliczaną do transmisyjnych chorób pasożytniczych. Jej czynnikiem etiologicznym są wewnątrzerytrocytarne pierwotniaki z rodzaju Babesia. Przebieg babeszjozy i rokowania są uzależnione od statusu immunologicznego żywiciela. W przypadku dysfunkcji układu odpornościowego przebieg choroby jest ciężki, ponadto może dochodzić do wznowy ostrej fazy babeszjozy z fazy przewlekłej. Celem pracy było określenie czy i w jaki sposób wybrane czynniki immunomodulujące zmieniają przebieg zarażenia B. microti u myszy szczepu C57BL/6. W badaniach in vivo określano ich wpływ na dynamikę i poziom parazytemii oraz rolę w regulacji odpowiedzi immunologicznej podczas inwazji. U zwierząt doświadczalnych, w warunkach immunosupresji wywołanej (1) zahamowaniem produkcji tlenku azotu przez makrofagi, (2) deplecją limfocytów T CD4+ lub/oraz limfocytów B w obecności egzogennej rmIL-10, (3) iniekcją egzogennego rmTGF-β1, (4) genetycznie uwarunkowanym niedoborem TLR4, oceniano dynamikę zarażenia B. microti oraz odpowiedź przeciwpasożytniczą. Wykazano, że zarówno deplecja limfocytów T CD4+ lub/oraz limfocytów B w obecności rmIL-10, jak również niedobór TLR4 skutkują wzrostem odsetka erytrocytów zarażonych pasożytem u myszy. Wzrost parazytemii obserwowano również u myszy po iniekcji rmTGF-β1, ale tylko w ostrej fazie babeszjozy. Stwierdzono również, że wybrane czynniki, modulując aktywność komórek układu odpornościowego, wpływają na przebieg odpowiedzi immunologicznej podczas zarażenia B. microti. Interakcje zachodzące między limfocytami T CD4+ i limfocytami B warunkują aktywację, proliferację i różnicowanie obu populacji limfocytów podczas zarażenia pierwotniakiem, jak również funkcje tych komórek w patogenezie babeszjozy. Egzogenne rmIL-10 bądź rmTGF-β1 sprzyjają upośledzeniu funkcji efektorowych komórek układu odpornościowego, przy jednoczesnym wzmocnieniu odpowiedzi regulatorowej, w rezultacie umożliwiając ekspansję pasożyta. Tlenek azotu natomiast odpowiada za utrzymanie równowagi między efektorowymi i regulatorowymi mechanizmami odpowiedzi immunologicznej, zapobiegając rozwojowi zmian patologicznych wywołanych przez nadmierną reakcję zapalną podczas zarażenia B. microti u myszy. Uzyskane wyniki wskazują, że zmiana aktywności poszczególnych komórek układu odpornościowego w warunkach immunosupresji indukowanej przez wybrane czynniki immunomodulujące prowadzi do zaburzenia odpowiedzi przeciwpasożytniczej, uniemożliwiając skuteczną kontrolę zarażenia B. microti u myszy. Wznowa ostrej fazy babeszjozy pojawiła się w warunkach osłabionej aktywności kilku czynników efektorowych równolegle z utrzymującą się odpowiedzią regulatorową.

Babesiosis is an emerging, tick-borne disease caused by intraerythrocytic parasites of the genus Babesia. The clinical course of disease depends on the immune status of the host. In a case of immune system dysfunction persistent and relapsing babesiosis develops, with this being accompanied by severe complications and often fatal outcome. The aim of the thesis was to explore if and how the selected immunomodulatory factors affect the course of B. microti infection in C57BL/6 mice. In in vivo studies, the influence of these factors on the dynamics and level of parasitaemia was examined. In addition, the contribution of the factors to the regulation of immune response during the parasite invasion was evaluated. The experiments were performed using mice subjected to immunosuppression induced by (1) inhibition of nitric oxide production by macrophages, (2) depletion of CD4+ T cells and B cells in the presence of exogenous rmIL-10, (3) injection of exogenous rmTGF-β1, (4) genetic deficiency of TLR4. The results demonstrated that mice depleted of CD4+ T cells or/and B cells in the presence of rmIL-10 as well as TLR4-deficient mice exhibited a higher percentage of B. microti-infected erythrocytes. Increased level of parasitaemia was also observed in mice injected with rmTGFβ1, but only when the exogenous cytokine was administrated during acute babesiosis. In addition, it was showed that the selected factors influence the course of immune response during B. microti infection by modulating the activity of immune cells. The cooperation between CD4+ T cells and B cells affects the activation, differentiation and effector functions of both cell populations, determining their role in the pathogenesis of babesiosis. Exogenous rmIL-10 or rmTGF-β1 reinforces the pathways leading to dysfunction of CD4+ T cells and B cells in B. microti-infected mice. At the same time, immunosuppressive cytokines promote the regulatory response, allowing the parasite to expand. Nitric oxide, on the other hand, is responsible for maintaining the balance between the effector and regulatory mechanisms of the immune response, preventing from the development of pathological changes induced by excessive inflammation during B. microti infection in mice. The obtained results indicate that the altered activity of immune cells under immunosuppressive conditions induced by the selected immunomodulatory factors leads to impaired immune response against the parasite, preventing from effective control of B. microti infection in mice. The relapse of acute babesiosis appeared under circumstances of weakened activity of several effector factors in parallel with maintained regulatory response.