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REGULACION DE LA RESPUESTA INMUNE A HELMINTOS
Luis Ignacio Terrazas Valdés
Laboratorio de Inmunoparasitología, Unidad de Biomedicina, FES-Iztacala, UNAM.
Resumen: La regulación de la respuesta inmune por parásitos es un concepto global que
incluye supresión, desviación y conversión de la respuesta inmune del hospedero para
beneficio del patógeno. Una de las características fundamentales de las infecciones por
helmintos es la inducción de respuestas inmunes polarizadas hacia Th2 en su huésped.
Independientemente de su posible papel en protección, ésta respuesta se acompaña de
altos niveles de IL-4, IL-5, IL-13, IgG1, IgE y eosinofilia. Los mecanismos por los
cuales estos parásitos favorecen el desarrollo de este tipo de respuesta no han sido
completamente dilucidados. Nuestros estudios recientes indican que no siempre una
respuesta tipo Th2 protege contra este tipo de parásitos, y en especial en el presente
trabajo reportamos la inducción de macrófagos supresores que inhiben la respuesta
inmune contra el cisticerco de Taenia crassiceps.
Introducción: Inmunidad significa protección frente a las enfermedades y, mas
específicamente, frente a las enfermedades infecciosas. Las células y moléculas
responsables de la inmunidad constituyen el sistema inmunitario, y la respuesta global
coordinada a la introducción de sustancias extrañas es la respuesta inmunitaria. Por lo
tanto, una de las más importantes funciones fisiológicas del sistema inmunitario es la
defensa frente a organismos infecciosos. La defensa contra dichas infecciones
dependerá del tipo de organismo invasor. En este caso, hablando de parásitos,
dependerá si éstos son protozoarios o helmintos (algunos los dividen entre parásitos
intracelulares o extracelulares). La respuesta inmune montada en contra de protozoarios
serán descritos en otra ponencia o resumen, aquí nos enfocaremos a la respuesta
inmunológica generada ante las infecciones por helmintos.
El control de agentes infecciosos requiere de la maduración de células T CD4+ a
células efectoras que secretan diferentes tipos de citocinas importantes para la
regulación y coordinación de una apropiada respuesta inmune. De acuerdo a uno de los
dogmas centrales de la inmunología actual, se considera que diferentes patógenos
requieren diferentes respuestas: patógenos intracelulares son controlados por células T
CD4+ que secretan citocinas inflamatorias/activadoras como IFN-, designadas Th1,
mientras que organismos extracelulares tales como los helmintos son controlados por
células CD4+ que secretan IL-4, IL-5 e IL-13, que se designan como Th2 (1).
A pesar de la diversidad de helmintos, en el que se encuentran dos grupos
evolutivamente muy distantes (600 millones de años): los gusanos redondos,
nematodos, y los planos, platihelmintos; éstos parásitos típicamente inducen en sus
huéspedes respuestas inmunes similares, altamente polarizadas; caracterizadas por
elevados niveles de citocinas tipo Th2, IL-10, IgE y eosinofilia (3, 4), así como un
constante defecto en la respuesta proliferativa de las células T, tanto a antígenos del
propio parásito cómo a antígenos heterólogos. Varios autores han sugerido que este tipo
de respuesta protege en contra de estas infecciones. Particularmente, se ha reconocido
ampliamente el papel de la IL-4 en el desarrollo de respuestas tipo Th2 y protección en
contra de helmintos (2). Recientemente, se ha demostrado también que la IL-13 tiene
un papel relevante en la expulsión del helminto gastrointestinal Nippostrongylus
brasiliensis (4). De modo que el binomio IL-4/IL-13 se considera el switch maestro
para eliminar a parásitos helmintos. Lo anterior ha tomado mas fuerza al demostrarse
que animales deficientes en STAT6 (molécula de señalización interna del receptor
compartido por IL-4/IL-13) no pueden expulsar a diferentes parásitos gastrointestinales
(3). Sin embargo, esto es plenamente cierto solo para aquellos helmintos
gastrointestinales, y este fenómeno es mucho más complejo en las infecciones donde el
parásito es extraintestinal (7, 8).
Se ha sugerido que la presencia de proteínas específicas o glicoconjugados
presentes en los antígenos estructurales o de secreción de los helmintos podrían ser una
vía común de éstos parásitos para inducir esta polarización de la respuesta inmune. Lo
anterior esta basado por un lado porque la inyección repetitiva de antígenos de
secreción/excreción o estructurales de diferentes helmintos induce respuestas tipo Th2
en ratones “naive”, y por otro lado, porque la antigenicidad cruzada que existe en
diferentes helmintiasis puede eliminarse al remover los azúcares de las fracciones
antigénicas utilizadas en el serodiagnóstico. Sin embargo, estudios más detallados de
los efectos de las diferentes fracciones antigénicas de helmintos sobre la respuesta
inmune son limitados.
Nosotros hemos trabajado en los últimos años en el modelo experimental de
cisticercosis, definiendo la respuesta inmune que genera esta infección y la respuesta
asociada a protección. Contrario al dogma, hemos encontrado que en esta infección una
respuesta inmunológica de tipo Th1 puede conferir protección, lo cual ha sido
corroborado por otros grupos de investigación nacionales y extranjeros. Sin embargo,
naturalmente esta infección induce respuestas tipo Th2 y nuestros recientes hallazgos
apuntan a los macrófagos como posibles células moduladoras en la infección por el
cisticerco de Taenia crassiceps. En el desarrollo de nuestra línea de investigación nos
planteamos una serie de preguntas clave en la modulación de la respuesta inmune
durante la cisticercosis experimental: Cuáles son las células del sistema inmune que
desde el inicio de la Respuesta pueden definir el curso que seguirá la misma (APCs,
Células Dendríticas y Macrófagos); qué antígenos (glicosilados o no) tienen mayor
impacto en la inducción de respuestas tipo Th2, que receptores podrían ser importantes
para el reconocimiento de tales antígenos y finalmente si con éstos puede modularse la
respuesta inmune en enfermedades autoinmunes experimentales.
El tema principal de nuestros estudio en esta ocasión fue determinar si los
macrófagos obtenidos de animales infectados con el helminto T. crassiceps pueden
modular la respuesta proliferativa de células T CD90+.
Resultados y Discusión: Para demostrar el efecto de los macrófagos en la proliferación
de los linfocitos T, se cultivaron linfocitos T de ratones sanos en presencia de
macrófagos de ratones sanos y en presencia de macrófagos de ratones infectados con T.
crassiceps. Los linfocitos T en presencia de macrófagos de ratones sanos presentaron
altos niveles de proliferación en respuesta a un estimulo con anticuerpos antiCD3/CD28. En contraste, cuando los linfocitos fueron co-cultivados con macrófagos de
ratones infectados con T. crassiceps de 4 y 8 semanas de infección se observó una
marcada supresión de la proliferación de las células CD4, especialmente en los cultivos
donde hubo mayor cantidad de macrófagos. Para determinar si los macrófagos
obtenidos de la cavidad peritoneal de los ratones infectados con T. crassiceps
presentaban las características diferentes a los de animales sanos, realizamos ensayos de
RT-PCR en macrófagos obtenidos de ratones sanos e infectados. Los macrófagos
obtenidos de ratones infectados mostraron altos niveles de transcriptos de RNAm de los
genes Ym1, Arginasa-1, Fizz1 e IL-10 en relación con los macrófagos obtenidos de
ratones sanos. No se encontraron transcriptos de iNOS en los macrófagos de ratones
infectados ni de ratones sanos y no hubo diferencias en los transcriptos de CCL5. Con
estos marcadores presentes, concluimos que los macrófagos caen en una clasificación
conocida como alternativamente activados (aaM).
Para determinar si la supresión de los macrófagos estaba relacionada con la
secreción de IL-10 ó IFN-, se bloquearon estas moléculas con anticuerpos específicos
en los co-cultivos de macrófagos y linfocitos CD90+. La neutralización de IL-10 e IFN no reestableció la repuesta proliferativa de las células CD90+ ante un estímulo antiCD3/CD28. Esto indicaba que posiblemente moléculas presentes en la membrana
podían estar involucradas en la inhibición de la respuesta proliferativa, por lo que se
utilizaron placas con “trasnwells”, lo cuales dividen a los pozos de cultivo en dos
secciones, una superior y otra inferior, delimitadas por una membrana permeable que
permite el flujo de sustancias pero impide el contacto célula-célula. Con éste método
observamos que si no existe contacto entre los macrófagos y las células T, entonces no
hay supresión. Para determinar que moléculas de la membrana podrían estar
involucradas en esta supresión, se analizaron por citometría de flujo la presencia de
diferentes moléculas en los macrófagos. Resultó evidente un incremento de las
moléculas PD-L1 y PD-L2 en los macrófagos de animales infectados con T. crassiceps.
Estas moléculas, se han asociado a la inhibición de la respuesta proliferativa de distintos
tipos celulares, ejerciendo su acción a través de la molécula PD-1 presente en las células
blanco. De tal modo que para comprobar que estas moléculas estaban involucradas en la
supresión observada en nuestros ensayos, decidimos bloquearlas con anticuerpos
monoclonales. El resultado fue la inhibición de la capacidad supresora de los
macrófagos, por lo cual era concluyente que la vía PD-L/PD-1 estaba involucrada en la
supresión. Finalmente, para constatar que éste fenómeno también se presentaba in vivo,
se obtuvieron células de bazo de animales infectados con T. crassiceps, se analizó la
presencia de PD-1 por citometría de flujo y por otro lado, se bloquearon las moléculas
PD-1, PD-L1 y PD-L2, así como otras no relacionadas (isotipo, OX40L) que sirvieron
como controles. Los resultados mostraron que cuando se bloqueaban dichas moléculas
los linfocitos de animales infectado presentaban una mayor proliferación que en
aquellos cultivos donde se habían colocado los anticuerpos controles.
PD-L1 y PD-L2 regulan la proliferación mediada por TCR y la secreción de
citocinas de las células T uniéndose al receptor PD-1. La unión de PD-1 con sus
ligandos dirige a las células T a un arresto del ciclo celular en G0/G1 (5). Dada la
elevada expresión de PD-L1 y PD-L2 en los macrófagos obtenidos de ratones
infectados con T. crassiceps, comprobamos su participación en la actividad supresora de
estos macrófagos. Los datos indican que los dos ligandos PD-L1 y PD-L2 están
directamente involucrados en la actividad supresora contacto dependiente de los aaM.
En concordancia con nuestros resultados, una participación similar de la interacción PD1/PD-L’s se observó en la esquistosomiasis murina experimental (10). En conjunto
estos datos sugieren que la vía PD-1/PD-L’s tiene un papel regulatorio en las
enfermedades parasitarias causadas por helmintos y en la autoinmunidad (6, 9-11).
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