A tuberculose era a doença que causava o maior número de mortes no mundo decorrente do contato com um único agente infeccioso, até o surgimento da pademia da COVID-19. Aproximadamente 5-10% de pessoas infectadas por Mycobacterium tuberculosis, o bacilo causador desta doença, perfazem o número de mais de 10 milhões de pessoas sintomáticas e doentes. Os demais 90-95% de indivíduos infectados têm infecção latente/assintomática, e correspondem a ¼ da população mundial. Acredita-se que a imunidade inata seja fundamental para indução da latência. Inseridos na imunidade inata, macrófagos, células dendríticas e células epiteliais alveolares estão entre as primeiras células que interagem com M. tuberculosis. O objetivo do presente estudo foi avaliar a interação de células epiteliais alveolares infectadas por M. tuberculosis com macrófagos, partindo-se da hipótese de que o microambiente gerado por células epiteliais alveolares infectadas irá afetar a resposta dos macrófagos. Utilizamos a linhagem (MLE-15) de células epiteliais alveolares do tipo II, que foram infectadas por M. tuberculosis (MOI 10) e o sobrenadante dessa cultura celular, denominado meio condicionado de células infectadas (ICM), foi usado para tratar macrófagos derivados de precursores da medula óssea (BMDM). Como controles experimentais foram usados meio condicionado de células MLE-15 não infectadas (NICM), LPS ou apenas a infecção com M. tuberculosis. Macrófagos tratados com ICM exibiram aumento na expressão de arginase 1 (Arg1), secretaram IL-1β, TNF e IL-10. Macrófagos alveolares da linhagem AMJ2-C11, expostos ao ICM também apresentaram aumento na expressão de Arg1. BMDM expostos previamente ao ICM e, em seguida, infectados por M. tuberculosis, apresentaram redução da carga bacilar, secretaram concentrações significativas de IL-1β e IL-6, além do aumento da expressão da enzima óxido nítrico sintase induzida (iNOS), e morte por necrose quando comparado aos macrófagos não estimulados com ICM. Para avaliar a função desses macrófagos in vivo, transferimos BMDM previamente tratados com ICM para animais C57BL/6 wild-type (WT) e avaliamos o quadro pulmonar 10 dias após a infecção. Animais que receberam macrófagos expostos previamente ao ICM, apresentaram redução da carga bacilar e da inflamação nos pulmões, aumento de IL-1β em células totais dos pulmões, e maior expressão de iNOS em macrófagos alveolares e intersticiais comparados com o grupo de animais que não receberam transferência. Células epiteliais dos pulmões dos animais infectados exibiram maior morte significativa por necrose, independente do tratamento feito nos macrófagos transferidos. Em conclusão, a interface das células epiteliais do tipo II infectadas por M. tuberculosis com macrófagos é importante para ativar e regular a resposta inata, auxiliando na contenção da carga bacilar. A identificação das moléculas presentes no meio condicionado (ICM) poderá possibilitar o surgimento de novos alvos para terapias imunológicas contra a tuberculose.

Tuberculosis was the disease that caused the greatest number of deaths in the world from exposure to a single infectious agent, until the emergence of the COVID-19 pademia. Approximately 5-10% of people infected with Mycobacterium tuberculosis, the bacillus that causes this disease, make up more than 10 million people who are symptomatic and ill. The remaining 90-95% of infected individuals have latent/symptomatic infection, and correspond to ¼ of the world's population. Innate immunity is believed to be critical in inducing latency. As part of innate immunity, macrophages, dendritic cells, and alveolar epithelial cells are among the first cells that interact with M. tuberculosis. The aim of the present study was to evaluate the interaction of M. tuberculosis-infected alveolar epithelial cells with macrophages, hypothesizing that the microenvironment generated by infected alveolar epithelial cells will affect the macrophage response. We used the lineage (MLE-15) of type II alveolar epithelial cells that were infected with M. tuberculosis (MOI 10) and the supernatant of this cell culture, termed infected cell conditioned medium (ICM), was used to treat bone marrow precursor-derived macrophages (BMDM). Conditioned medium of uninfected MLE-15 cells (NICM), LPS or M. tuberculosis infection alone were used as experimental controls. Macrophages treated with ICM exhibited increased expression of arginase 1 (Arg1), secreted IL-1β, TNF and IL-10. Alveolar macrophages of the AMJ2-C11 lineage exposed to ICM also exhibited increased Arg1 expression. BMDM previously exposed to ICM and then infected with M. tuberculosis showed reduced bacillary load, secreted significant concentrations of IL-1β and IL-6, increased expression of the enzyme induced nitric oxide synthase (iNOS), and death by necrosis when compared to macrophages not stimulated with ICM. To evaluate the function of these macrophages in vivo, we transferred BMDM previously treated with ICM to C57BL/6 wild-type (WT) animals and evaluated the lung condition 10 days after infection. Animals that received macrophages previously exposed to ICM showed reduced bacillary load and inflammation in the lungs, increased IL-1β in total lung cells, and increased iNOS expression in alveolar and interstitial macrophages compared to the group of animals that did not receive transfer. Epithelial cells from the lungs of infected animals exhibited the highest significant death by necrosis, independent of the treatment done on the transferred macrophages. In conclusion, the interface of M. tuberculosis-infected type II epithelial cells with macrophages is important for activating and regulating the innate response, helping to contain the bacillary load. The identification of molecules present in the conditioned medium (ICM) may enable the emergence of new targets for immune therapies against tuberculosis.