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Respuesta Inmune
contra los
Parásitos
Carácterísticas relevantes de las
parasitosis por protozoarios y
helmintos
 Complejidad genómica mayor que virus y
bacterias
 Ciclos de vida complejos, con multiples
estadios, antigenicamente diferentes
 La mayoría han desarrollado sofisticados
mecanismos de evasión.
El rol de los subtipos de linfocitos T
en las respuestas contra parásitos
 La dicotomía Th1 – Th2 en las parasitosis es un importante
marco conceptual para el análisis de las funciones efectoras y
su regulación.
 Es probable que represente una visión sobre-simplficada de las
respuestas inducidas por parásitos.
 Pocas respuestas son, de hecho, exclusivamente Tipo 1 o Tipo
2
 Cuando predomina un tipo de respuesta, usualmente se
acompaña por una respuesta críptica del tipo opuesto, que está
regulada negativamente por las citoquinas inhibitorias del tipo
predominante.
Respuesta tipo 1
Respuesta Tipo 1
Paso 1: parásitos o moléculas liberadas
activan CD, Mo y/ neutrófilos que producen
IL-12 y otras citoquinas proinflamtorias.
Paso 2: IL-12 y otras citoquinas activan las
NKs para producir IFN-g – esto promueve más
secreción de IL-12. IFN-g y TNF-a regulan +
iNOS (NOS2) en macrófagos. NO y otros IRN
controlan el la multiplicación parasitaria. IL-10
se sintetiza para prevenir la producción de
citoquinas proinflamatorias.
Respuesta Tipo 1
Paso 3: La presentación de Ags a las células Th0 en un
ambiente rico en IL-12 inicia el camino de diferenciación
hacia Th1 dependiente de STAT4. IFN-g mantiene la expresión
de IL-12Rb2 en la célula Th en diferenciación. La IL-2
producida promueve la activación y proliferación de CD4,
CD8 y NK. La regulación + de CD154 (CD40L) en los CD4
activados promueve la producción de IL-12 por los
macrófagos a través del ligando CD40.
Paso 4: En los estadios posteriores de la infección las
células Th1 y CD8 sintetizan grandes cantidades de IFN-g
que lleva a la activación de los Mo que controlan la
infección por producción de NO. Los linfocitos CD8 tipo 1
pueden también dirigir su actividad citotóxica sobre las
células infectadas.
Paso 5: Las células B que responden a los antígenos
parasitarios pueden recibir ayuda de Th1 o CD8 tipo 1
para producir anticuerpos que fijan complemento y
opsonizan los parásitos.
Leishmania
Respuesta Tipo 1 protectora
Leishmania major
 La resistencia a L. major en ratones resistentes es un
prototipo de respuesta protectora Tipo 1.
 L. major causa una lesión temprana de magnitud variable –
en los ratones resistentes la lesión se resuelve.
 La resolución de la lesión se debe a la activación de
macrófagos por IFN-g producida inicialmente por las células
NK y luego por CD4 Th1.
 Las células CD4 juegan un papel central– los ratones clase
II MHC0/0 no pueden controlar la infección– los ratones
b2m0/0 (deficientes en MHC clase I) se curan con la misma
cinética que el genotivo salvaje.
Respuesta protectora Tipo 1
Leishmania major
 Los efectores moleculares más importantes en controlar la
infección por L. major son el oxido nítrico (NO) y otros reactivos
intermediarios del nitrógeno producidos en respuesta a la
activación de los macrófagos por IFN-g.
 IFN-g es esencial– ni los ratones IFN-g0/0, ni los IFN-gR0/0 pueden
controlar la multiplicación parasitaria.
 La inhibición de la iNOS también produce suceptibilidad y el
uso de inhibidores de la enzima luego de la resolución resulta
en la reactivación lesiónal y sobre multiplicación parasitaria
sugiriendo que la respuesta inmune no prouce la remoción
completa del parásito, sino que sugiere mecanismos continuos
de control dependientes de iNOS.
Trypanosoma cruzi
Respuesta protectora Tipo 1
Trypanosoma cruzi
 T. cruzi invade distintas células nucleadas formando una
vacuola parasitofora.
 Una vez en la célula, el parásito abandona la vacuola y
entra en el citoplasma donde los antígenos quedan
disponibles para su procesamiento por la via clase I
 Los linfocitos CD8+ tienen un rol central en controlar la
infección– los ratones b2m0/0 y clase I MHC0/0 son
extremadamente susceptibles a la infección.
 La síntesis de IFN-g más que la citotoxicidad clásica
mediada por perforina o granzima es más
probablemente el mecanismo protector más importante.
Respuesta protectora Tipo 1
Trypanosoma cruzi
 La administración de IFN-g recombinante disminuye la
severidad de la infección
 La administración de AcMo anti-IFN-g exacerba la
severidad de la infección
 El tratamiento con anti-IL-10 a cepas susceptibles las
vuelve más resistentes.
 NO es probablemente la molécula
parasitaria inducida por IFN-g.
efectora
anti-
 Las células CD4+ Th1 contribuyen con IL-2 para la
diferenciación de las células CD8+
 Las células NK son también una fuente importante de
IFN-g contra T. cruzi.
Plasmodium
Respuesta protectora Tipo 1
Plasmodium
 Plasmodium tiene un ciclo complejo donde son
infectados dos tipos celulares: hepatocitos (expresan
MHC clase I) y eritrocitos (sin expresión MHC).
 También involucra formas extracelulares del parasito
 Esto implica que más de una forma de respuesta inmune
es requrida para controlar la infección.
Respuesta protectora Tipo 1
Plasmodium
 Los anticuerpos son efectivos contra los esporozoítos y
los estadíos eritrocíticos..
 Las citoquinas Tipo 1 son efectivas contra el estadio
intra hepático – la inyección de IL12 en ratones 2 días
previo a la infección previene completamente la
infección con P. yoelli.
 El efecto de la IL-12 en ratones es debido a la
producción de IFN-g por las NKs y la regulación positiva
de la iNOS y NO hepáticos se presume como el
mecanismo efector.
 Los
hepatocitos
pueden
expresar
iNOS
–
presumiblemente IFN-g actúa directamente sobre éstas
células para inducir la respuesta contra el parásito.
Respuesta protectora Tipo 1
Plasmodium
 La inyección de IL-12 en los ratones susceptibles A/J,
previo y luego de la exposición a eritrocitos infectados
con P. chabaudi resulta en disminución de parasitemia,
y mayor sobrevida– implicando a las células Th1, IFN-g,
TNF-a, y NO en este proceso.
Toxoplasma
Respuesta protectora Tipo 1
Toxoplasma
 T. gondii es un parásito de inusual inespecificidad
 IFN-g y TNF-a son cruciales para controlar la infección–
ratones tratados con AcMo neutralizantes contra estas
citoquinas mueren de toxoplasmosis encefálica.
 Las células CD4 y CD8 son necesarias para la respuesta
protectora – las CD8 son las efectoras, mientras que las
CD4 funcionan como colaboradoras secretando IL-2.
 Las CD8 expresan actividad citolítica contra las células
infectadas pero el principal mecanismo es la producción
de IFN-g.
Respuesta protectora Tipo 1
Protozoa
Toxoplasma
 La muerte de T. gondii por los macrófagos está
disminuída en presencia de inhibidores de iNOS y los
macrófagos de ratones iNOS0/0 son incapaces de
controlar la infección.
 Los ratones iNOS0/0 sobreviven la fase aguda de la
infección pero mueren en la fase crónica cuando el
protozoario se encapsula en el cerebro.
 Por tanto los mecanismos mediados por iNOS son
críticos en controlar las fases tempranas de la infección:
los infiltrados muestran el importante rol de los
neutrófilos durante esta fase
 Las células gliales producen iNOS que colabora en el
control del estadío encefálico de la infección.
Respuesta patológica Tipo 1
Protozoa
Toxoplasma
 T. gondii administrado a ratones via peroral puede
producir una inflamación intestinal incontrolada.
 Los ratones C57BL/6 infectados con quistes desarrolan
una potente respuesta Tipo 1 y severa inflamación
intestinal que puede prevenirse con un AcMo anti IFN-g.
 Los ratones BALB/c desarrollan una respuesta Tipo 1
menos intensa y no desarrollan daño intestinal.
 La IL-4 y otras citoquinas anti-inflamatorias participan
probablemente en el control de la magnitud de la
respuesta Tipo 1 ya que en cepas resistentes a la
infección peroral, la ausencia del gene de IL-4 funcional
aumenta la mortalidad.
Respuesta patológica Tipo 1
Protozoa
Toxoplasma
 IL-40/0 mice that survive the acute intestinal disease
subsequently exhibit reduced brain pathology and
parasite burdens.
 Because iNOS is central to the control of T. gondii in the
CNS, it is likely that, in wild-type mice, IL-4 is functioning
to inhibit NO production, thereby allowing increased
parasite burdens in the brain.
 The importance of endogenous anti-inflammatory
cytokine production during infection with pathogens
that strongly promote type 1 responses has been
demonstrated further using IL-100/0 mice.
 In these animals, T. cruzi and T. gondii induce
Wild-typetype
C57BL/6
mientras
que IL-100/0 muere.
heightened
1 sobrevive
cytokine
production
and enhanced
mortality, compared with that seen in WT mice.
Respuestas Tipo 2
Respuesta Tipo 2
Paso 1: Los antígenos de helmintos son presentados a células Th0 específicas que producen
IL-4 o son disparadas por IL-4 derivadas de otras fuentes celulares activadas como
consecuencia de la infección.
Paso 2: La producción de IL-4 es promovida por macrófagos y/o células dendríticas mediante IL-6.
Paso 3: Los helmintos son incapaces de estimular la producción sustancial de IL-12 ya sea por
macrófagos o células dendrítica, posiblemente por la rápida inducción de IL-10 por las células
B-1. Los helmintos también inducen la expresión de CD86 en las CPAs que estimulan la
respuesta de tipo 2.
Paso4: La IL-4, dependiente de STAT6 y CD4, promueve la diferenciación de las células Th0 en
un fenotipo Th2 produciendo al mismo tiempo la inhibición de IL-12Rb2 extinguiendo la
respuesta a IL-12, disminuyendo la producción de IFN-g y consolidando la respuesta Th2.
Step 5: Las Th2 orquestan un panel de respuestas que son protectoras contra los helmintos,
en particular las formas larvarias.
Respuestas Tipo 2 protectoras
Helmintos
 Inducen fuertes respuestas tipo 2 en la gran mayoría de
los casos.
 Esto es consistente con la asociación de eosinofilia e
IgE elevada frecuentemente observada.
 En los helmintos intestinales las respuestas de tipo 2
son
cruciales
para
el
control
y
eventual
expulsión/eliminación del parásito. Demostrado en
varios modelos:
Trichuris muris,, Heligomosoides
polygyrus,
Trichinella
spiralis,
Nippostrongylus
brasiliensis y Strongyloides stercoralis.
Helmintos
Schistosoma
Protective Type 2 Responses
Helminths
Schistosoma
 Studies point to an important role for type 2 responses
in schistosomiasis – role in the control of inflammation
associated with egg passage across the intestinal wall.
 This process involves the perforation of the mucosal
epithelium and, therefore, presumably, an opportunity
for bacterial translocation and increased exposure to
bacterial toxins.
 In C57BL/6 IL-40/0 mice, which are Th2 response–
defective, infection leads to serious morbidity,
characterized by cachexia, leading to death.
 These animals exhibit more severe intestinal pathology
Ratones
Wild-type
C57BL/6
B6-IL-40/0 fueron
infectados
con
than is
normally
noted
in oinfected
wild-type
mice.
30 cercarias de S. mansoni. Los Wild-type sobrevivieron
mientras que los IL-40/0 entraron en caquexia y murieron,
frente a cargas parasitarias iguales.
Respuestas protectoras Tipo 2
Helmintos
Schistosoma
 La morbilidad puede mejorarse en estos animales con
una anti-TNF, y el nivel de severidad puede
correlacionarse con el nivel de NO in vitro producido por
los esplenocitos activados por LPS.
 En conjunto, estos datos indican que IL-4 y
posiblemente otras citoquinas Tipo 2 anti-inflamatorias
como IL-10 e IL-13 juegen un rol crucial en controlar la
patología excacerbada por IFNg inhibiendo la
producción de TNF y NO Tanto en ratones como humanos infectados con S.
mansoni, respuestas Tipo 2 disminuídas y Tipo 1
aumentadas se asocian con mayor severidad en la
morbilidad.
Respuestas Tipo 2 Patológicas
Leishmania major
 Los ratones BALB/c desarrollan una fuerte respuesta
Th2 debido a la ausencia de IFNg en combinación con la
producción de citoquinas Tipo 2 que desactivan los Mo,
por lo cual desarrollan una severa infección.
 La cuestión de porqué los BALB/c (pero no otras cepas)
desarrollan una respuesta Tipo 2 frente a L. major
condujo a descubrir que sus células Th vírgenes tienen
una inusual tendencia a producir IL-4 al ser estimuladas
por antígenos en comparación con otras cepas.
 Las células vírgnes Th en los BALB/c son entonces no
receptivas a la IL-12 después de su activación.
Respuestas Tipo 2 Patológicas
Helmintos
Respuestas Tipo 2 Patológicas
Helmintos
 La lesión mediada por respuesta T mejor estudiada es el
granuloma que se forma alrededor de los huevos de
Schistosoma mansoni atrapados en el hígado.
 La respuesta dominante inducida por los huevos es de
Tipo 2. El granuloma contiene gran cantidad de
eosinófilos y también macrófagos, fibroblastos y
linfocitos.
 Las células CD4 son esenciales para la formación de
granuloma mientras que otros linfocitos (B, CD8, NK,
células Tgd) no lo son.
 Los Granulomas son patogénicos causando
hepática en el corto plazo y cirrosis a largo plazo.
falla
Respuestas Tipo 2 Patológicas
Helmintos
 El rol de las células Th2 en la formación de granulomas
es vidente en ratones vacunados con antígeno de huevo
más Il-2 para inducir una respuesta Tipo 1. En la
infección subsecuente los ratones desarrollan menores
granulomas y fibrosis hepática de menor severidad que
los controles no vacunados.
 Del mismo modo el tratamiento de los ratones
infectados con anti-IL4 disminuye tamaño de
granulomas y fibrosis.
 Las citoquinas de Tipo 1 (IL-2, IFN-g) también
contribuyen a la formación de granuloma pero su rol
parece ser más importante en los estadíos tempranos de
la respuesta.