0920_Bases_de_la_Respuesta_Inmune_Antiparasitaria
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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 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 lesional y multiplicación parasitaria
sugiriendo que la respuesta inmune no produce la remoción
completa del parásito, sino que existen 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 e
ingresa 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 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.
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 inmune Tipo 1
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 IL10 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.
Paso 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.