Indução da Apoptose de Neutrófilos pela Exotoxina Pyocyanin do Pseudomonas aeruginosa: Um Mecanismo Potencial de Infecção Persistente

Pseudomonas aeruginosa coloniza e infecta os tecidos humanos, embora os mecanismos pelos quais o organismo evade as defesas normais do hospedeiro, predominantemente neutrofílicas, sejam incertos. Produtos de fenazina do P. aeruginosa podem induzir morte em Caenorhabditis elegans. Hipotetizamos que as fenazinas induzem a morte de neutrófilos humanos e, assim, prejudicam a morte bacteriana mediada por neutrófilos. Investigamos os efeitos de duas fenazinas, a piocianina e a 1-hidroxi-fenazina, sobre a apoptose de neutrófilos in vitro. A piocianina induziu uma aceleração da apoptose de neutrófilos dependente da concentração e do tempo, com 50 μM de piocianina causando uma indução de apoptose 10 vezes maior em 5 h (p < 0,001), uma concentração que foi documentada em escarro de pacientes colonizados com P. aeruginosa. A 1-hidroxi-fenazina não teve efeito. Em contraste com sua rápida indução da apoptose de neutrófilos, a piocianina não induziu apoptose significativa de macrófagos derivados de monócitos ou células epiteliais das vias aéreas em períodos de até 24 h. A comparação de cepas selvagens e cepas deletadas de fenazina de P. aeruginosa mostrou uma redução altamente significativa na morte de neutrófilos pela cepa deletada de fenazina. Em isolados clínicos de P. aeruginosa, a produção de piocianina foi associada a um efeito pró-apoptótico sobre neutrófilos em cultura. A apoptose induzida por piocianina em neutrófilos não foi retardada nem pelo tratamento com LPS, um produto bacteriano poderosamente antiapoptótico, nem em neutrófilos de pacientes com fibrose cística. A apoptose induzida por piocianina foi associada à geração rápida e sustentada de intermediários reativos de oxigênio e subsequente redução de cAMP intracelular. O tratamento de neutrófilos com antioxidantes ou análogos sintéticos de cAMP aboliu significativamente a apoptose induzida por piocianina. Concluímos que a apoptose de neutrófilos induzida por piocianina pode ser um mecanismo clinicamente importante para a persistência de P. aeruginosa nos tecidos humanos.