Inmunidad innata en infecciones parasitarias. Alvaro Díaz Cátedra de Inmunología Facultad de Química/DepBio y Facultad de Ciencias/IQB

Transcripción

1 Inmunidad innata en infecciones parasitarias Alvaro Díaz Cátedra de Inmunología Facultad de Química/DepBio y Facultad de Ciencias/IQB

2 El sistema inmune innato constituye los cimientos del sistema inmune RESPUESTAS ADAPTATIVAS potenciación RESPUESTAS INNATAS INDUCIDAS instrucción DEFENSAS INNATAS CONST. MECANISMOS EFECTORES RECONOCIMIENTO INNATO PRRs PATÓGENOS PAMPs

3 Los PRRs canónicos: los receptores tipo Toll, o TLRs LPS-LBP Flagelina TLR5 Glicolípidos proteoglicanos mananos TLR4 CD14 TLR2

4 Los perfiles de respuesta adaptativa Respuestas de tipo 1 Macrófagos clásicamente activados DC1s Células Th1 IFN-γ Respuestas de tipo 2 Macrófagos alternativamente activados DC2s Eosinófilos, mastocitos, basófilos Células Th2 IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 (IL-10) IgE La decisión entre estos perfiles está determinada desde el sistema inmune innato

5 Las señales de instrucción y de potenciación no son todas iguales RESPUESTAS ADAPTATIVAS potenciación RESPUESTAS INNATAS INDUCIDAS instrucción DEFENSAS INNATAS CONST. MECANISMOS EFECTORES RECONOCIMIENTO INNATO PRRs PATÓGENOS PAMPs

6 Esta clase Cómo ve el sistema inmune innato a los parásitos? Qué PAMPs? Qué PRRs? Qué respuestas? Existen PRR/PAMPs/respuestas comunes a los parásitos?? O al menos comunes a los protozoarios, o a los helmintos??

7 Preguntas difíciles Puede ser mejor encararlas de arriba hacia abajo : RESPUESTAS ADAPTATIVAS potenciación RESPUESTAS INNATAS INDUCIDAS instrucción DEFENSAS INNATAS CONST. MECANISMOS EFECTORES RECONOCIMIENTO INNATO PRRs PATÓGENOS PAMPs Tipos de respuestas (incluyendo adaptativas) Tipos de señales instructivas desde la inmunidad innata PRRs y PAMPs

8 Antes de entrar de lleno en las preguntas Qué tienen en común los parásitos..?

9 Veámoslos en el árbol de la vida nosotros nosotros

10 Son todos eucariotas. (pero también lo son los hongos, y los artrópodos ectoparásitos ) Establecen infecciones crónicas, evadiendo la inmunidad (cosa que también hacen ciertas bacterias y hongos) Son todos parásitos obligados (en contraste con los patógenos fúngicos)

11 Empecemos por los protozoarios Se replican por mitosis si no se les controla, terminan con el hospedero Han sin duda dejado una huella evolutiva importante sobre el sistema inmune

12 Tienen estadíos intracelulares, incluyendo intra-macrófago Su control necesita de la activación (clásica) de macrófagos

13 Las respuestas contra protozoarios suelen ser de tipo 1 Inmunización y reestimulación de esplenocitos in vitro de Jankovic et al., Immunity 16:429 (2002)

14 Y la protección contra infecciones por protozoarios depende de las respuestas de tipo 1 Infección por T. gondii en ratones de Jankovic et al., Immunity 16:429 (2002)

15 Se conocen PAMPs de protozoarios Dan señales a través de TLRs e inducen respuestas de tipo 1

16 La lista de agonistas de TLRs de protozoarios crece Anclas glicofosfaditil inositol de Trypanosoma, Leishmania, (Toxoplasma, Plasmodium) TLR2 Ceramidas con glicoinositol fosfolípido de Trypanosoma TLR4 Proteína Tc52 de Trypanosoma cruzi TLR2 Profilina de Toxoplasma y otros apicomplexa TLR11 Haemozoína producida por Plasmodium TLR9

17

18 Pero por supuesto los protozoarios logran establecer infecciones crónicas

19 El promastigote de Leishmania y el macrófago LPG gp63 C3b ic3b CR3

20 La infección crónica por Leishmania es hecha posible por células T reguladoras (CD4 + /CD25 + ) secretorias de IL-10 Ratones RAG-/- transplantados con células T y desafiados con el parásito. Cargas parasitarias a las 3.5 y 17 semanas De Belkaid et al., Nature 420:502 (2002)

21 Deberíamos comenzar a preguntarnos cuáles son los determinantes innatos de las respuestas T reguladoras ( reg PAMPs ) RESPUESTAS ADAPTATIVAS potenciación RESPUESTAS INNATAS INDUCIDAS instrucción DEFENSAS INNATAS CONST. MECANISMOS EFECTORES RECONOCIMIENTO INNATO PRRs PATÓGENOS PAMPs..al menos 3 colores

22 Y ahora seguimos con los helmintos En general no se replican dentro de cada hospedero individual En general causan morbilidad más que mortalidad (otro hospedero)

23 Los estadíos infectantes de los helmintos causan al menos cierta respuesta inflamatoria En cambio, los estadíos establecidos en general controlan la inflamación Inflamación temprana: mecanismos de reconocimiento? Activación de complemento TLRs..?

24 Las respuestas contra helmintos son de tipo 2 Inmunización y reestimulación de esplenocitos in vitro de Jankovic et al., Immunity 16:429 (2002)

25 Qué empujó la evolución de las respuestas de tipo 2?

26 Las respuestas tipo 2 median la expulsión de nematodes intestinales Nippostrongylus brasiliensis Trichuris muris Los eosinófilos y la IgE matan a estadíos infectantes de helmintos que habitan en los tejidos Schistosoma mansoni PERO.

27 El asunto es: cómo definimos las respuestas de tipo 2?

28 La respuesta de tipo 2 modificada IL-4 IL-10 TGF-β IL-5, IL-13 Control de la inflamación Inmunosupresión específica filariasis De Maizels et al., Immunol Rev 201:89 (2004)

29 Las células y citoquinas responsables de la respuesta tipo 2 modificada Células T reguladoras Células mieloides supresoras (Gr1 + ) Macrófagos alternativamente activados Células B-1? IL-10 TGF-β Otras señales.?

30 Tipo 2 modificado no es lo mismo que tipo 2 Sensibilización con OVA o Derp-1, seguida de desafío intratraqueal con alergeno, en ratones control e infectados con H. polygirus De Wilson et al., J. Exp. Med. 202:1199 (2005)

31 Tipo 2 modificado no es lo mismo que tipo 2 (cont.) Citoquinas en lavado broncoalveolar De Wilson et al., J. Exp. Med. 202:1199 (2005)

32 La hipótesis de la higiene original (o un espacio monodimensional) Infecciones (bacterianas) alergias Tipo 1 Tipo 2

33 La infección por S. haematobium se correlaciona inversamente con la alergia De van der Biggelaar et al., Lancet 356:1723 (2000)

34 La hipótesis de la higiene modificada (o un espacio bidimensional) Autoinmunidad Infecciones bacterianas agudas Inflamatorio Alergias Tipo 1 Tipo 2 Infecciones crónicas por protozoarios y micobacterias Infecciones por helmintos (perfil tipo 2 modificado ) Regulatorio

35 Las células T reguladoras permiten la infección crónica por un helminto Cargas parasitarias Infección por L. sigmodontis De Taylor et al., J. Immunol. 174:4924 (2005)

36 Parecería que: Las respuestas de tipo 2 evolucionaron bajo la presión de las infecciones por helmintos Las respuestas de tipo 2 sí pueden proteger contra los helmintos, pero esto suele estar escondido debajo de las fuertes respuestas reguladoras que inducen los gusanos Los helmintos no han evolucionado hacia dejar de inducir respuestas de tipo 2 (porque las respuestas de tipo 1 son al menos tan malas para ellos como las de tipo 2 y/o porque las de tipo 2 son más fáciles de inhibir) Los helmintos han evolucionado en forma convergente a inducir respuestas reguladoras sobre el fondo de tipo 2 Las respuestas reguladoras no se han seleccionado negativamente en los hospederos vertebrados debido a que son necesarias para las funciones no inflamatorias del sistema inmune

37 Odiseo luchando contra Escila y Caribdis Johann Heinrich

38 Cuáles son los PAMPs/PRR que determinan las respuestas de tipo 2? Y las respuestas de tipo 2 modificadas?

39 Será la actividad proteolítica sea una señal de tipo 2? Inmunización con extractos de B. pertussis (inductor de tipo 1) y de F. hepatica. IFN-γ secretador por esplenocitos reestimulados con B. pertussis De O Neil et al., Parasite Immunol 23:541 (2001)

40 Será la activación de complemento una señal para respuesta de tipo 2, o de tipo 2 modificada? Esplenocitos de ratones infectados con Schistosoma, reestimulados in vitro De La Flamme et al., J. Immunol. 170:470 (2003)

41 Qué relación hay entre los TLRs y la instrucción de respuestas de tipo 2, y de tipo 2 modificadas?? LPS-LBP Flagelina TLR5 Glicolípidos proteoglicanos mananos TLR4 CD14 TLR2

42 Un agonista de TLR4 derivado de filarias puede inhibir las respuestas de tipo 1 Proteína ( ES-62 ) con glicanos terminados en fosforilcolina Macrófagos de médula ósea pretratados con IFN-γ induce IL-10 de células B-1 hace madurar las DCs a DC2 De Goodridge et al., J. Immunol. 174:284 (2005)

43 Un glúcido definido de Schistosoma que induce respuestas de tipo 2 en forma dependiente de TLR4 IL-4 Balb/c TLR4 - Lactofucopentaosa III IFN-γ LFNPIII LPS DCs de ratón tratadas con dextrano-lnfpiii o LPS y luego cocultivadas células T transgénicas específicas para OVA en presencia de OVA LFNPIII LPS Expande células mieloides supresoras, Gr1 + Adyuvante para respuestasth2 Induce secreción de IL-10 sobre células B cells

44 Un lípido de Schistosoma, agonista de TLR2, que induce respuestas reguladoras Lisofosfatidilserina Células HEK 293 transfectadas con TLRs y sistema reportero DCs humanas maduradas en presencia y ausencia de lípido de Schistosoma, y cocultivadas con céulas T, luego reestimuladas De van der Kleij et al., J. Biol. Chem. 277:48122 (2002)

45 Pero cómo pueden los TLRs inducir respuestas de tipo 1 y también de tipo 2 y reguladoras? Flagelina TLR5

46 Probablemente por señalización combinatoria En particular con lectinas de tipo C Flagelina TLR5 DC-SIGN DCAL-1..?

47 Parecería que: HABRÍA MUCHOS, DIFERENTES, PAMPs DE HELMINTOS QUE SE UNIRÍAN A UN CONJUNTO LIMITADO DE RECEPTORES TLRs, lectinas, otros...? EXPRESADOS EN VARIOS TIPOS CELULARES E INDUCIRÍAN UN TIPO RESPUESTA DC Mac B CD4/CD25 + Eos, MC, PMN, Basófilos...? RESPUESTA TIPO 2 MODIFICADA

48 Entonces: Cómo ve el sistema inmune los parásitos? Qué PAMPs? Qué PRRs? Qué respuestas? Hay PRR/PAMPs/respuestas comunes a los parásitos? O al menos comunes a los protozoarios, y por otro lado, comunes a los gusanos?

49 Las respuestas: Comunes a todos los parásitos: Respuestas reguladoras/anti-inflamatorias (en común con los demás patógenos que establecen infecciones crónicas) Comunes a los protozoarios: Respuestas de tipo 1, modificadas por respuestas reguladoras Comunes a los helmintos: Respuestas de tipo 2, modificadas por respuestas reguladoras

50 Los PRRs Comunes a todos los parásitos: Puede ser que los TLRs respondan a PAMPs de todos los tipos de parásitos, así como de los patógenos bacterianos, fúngicos y virales Es probable que los PRRs que instruyen respuestas reguladoras (cualesquiera sean; probablemente incluyendo lectinas) tengan ligandos en todos los patógenos que dan infecciones crónicas Comunes a los helmintos: Podría haber PRRs que instruyan respuestas de tipo 2.. Lectinas, receptores de complemento, receptores activados por proteasas?

51 Los PAMPs Probablemente sean extremadamente variados, y compartidos sólo entre grupos cercanos de parásitos. El reconocimiento de PAMPs variados quizás sea canalizado en forma de embudo a través de un número limitado de PRRs

52 Los perfles de respuesta siguen líneas funcionales, y no filogenéticas Tipo 1 Tipo 2

53 La capacidad de inducir respuestas reguladoras seguramente surgió varias veces en la evolución Tipo 1 Tipo 2 Regulatorio

54 PENSAR QUE SOY TIPO 2 FIN