P2X7 Receptor Modulation of the Gut Microbiota and the Inflammasome Determines the Severity of <i>Toxoplasma gondii</i>-Induced Ileitis
Aline Cristina Abreu Moreira-Souza,
Hayandra Ferreira Nanini,
Thuany Prado Rangel,
Sthefani Rodrigues Batista da Silva,
Beatriz Pêgo Damasceno,
Beatriz Elias Ribeiro,
Cynthia M. Cascabulho,
Fabiano Thompson,
Camille Leal,
Patrícia Teixeira Santana,
Siane Lopes Bittencourt Rosas,
Kívia Queiroz de Andrade,
Claudia L. Martins Silva,
Rossiane Claudia Vommaro,
Heitor Siffert Pereira de Souza,
Robson Coutinho-Silva
Affiliations
Aline Cristina Abreu Moreira-Souza
Laboratório de Imunofisiologia, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, Brazil
Hayandra Ferreira Nanini
Laboratório de Imunofisiologia, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, Brazil
Thuany Prado Rangel
Laboratório de Imunofisiologia, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, Brazil
Sthefani Rodrigues Batista da Silva
Laboratório de Imunofisiologia, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, Brazil
Beatriz Pêgo Damasceno
Departamento de Clínica Médica, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-913, Brazil
Beatriz Elias Ribeiro
Departamento de Clínica Médica, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-913, Brazil
Cynthia M. Cascabulho
Laboratório de Inovações em Terapias, Ensino e Bioprodutos, Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro 21040-360, Brazil
Fabiano Thompson
Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-901, Brazil
Camille Leal
Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-901, Brazil
Patrícia Teixeira Santana
Departamento de Clínica Médica, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-913, Brazil
Siane Lopes Bittencourt Rosas
Departamento de Clínica Médica, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-913, Brazil
Kívia Queiroz de Andrade
Laboratório de Imunofisiologia, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, Brazil
Claudia L. Martins Silva
Laboratório de Farmacologia Bioquímica e Molecular, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-902, Brazil
Rossiane Claudia Vommaro
Laboratório de Ultraestrutura Celular Hertha Meyer, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-170, Brazil
Heitor Siffert Pereira de Souza
Departamento de Clínica Médica, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-913, Brazil
Robson Coutinho-Silva
Laboratório de Imunofisiologia, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 21941-590, Brazil
In mice, oral Toxoplasma gondii infection induces severe ileitis. The aim of the present study was to investigate the impact of the P2X7 receptor (P2X7) on the inflammatory response to T. gondii-induced ileitis. Cysts of the ME49 strain of T. gondii were used to induce ileitis. The infected mice were euthanized on day 8 and ileal tissue and peripheral blood were collected for histopathological and immunohistochemical analyses. Ileal contractility, inflammatory mediators, inflammasome activation, quantitative PCR analysis of gene expression, and fecal microbiota were assessed using appropriate techniques, respectively. The infected P2X7−/− mice had greater disease severity, parasitic burden, liver damage, and intestinal contractility than the infected wild-type (WT) mice. Infection increased serum IL-6 and IFN-γ and tissue caspase-1 but not NLRP3 in P2X7−/− mice compared to WT mice. Bacteroidaceae, Rikenellaceae, and Rhodospirillales increased while Muribaculaceae and Lactobacillaceae decreased in the infected WT and P2X7−/− mice. Bacteroidia and Tannerellaceae increased in the P2X7−/− mice with ileitis. By contrast, Clostridiales and Mollicutes were absent in the P2X7−/− mice but increased in the WT mice. P2X7 protects mice against T. gondii infection by activating the inflammasome and regulating the local and systemic immune responses. Specific gut bacterial populations modulated by P2X7 determine disease severity.
