Funciones inmunomoduladoras en el intestino y su impacto en las infecciones neonatales. Dra Alejandra King

Transcripción

1 Funciones inmunomoduladoras en el intestino y su impacto en las infecciones neonatales Dra Alejandra King

2 A edades tempranas de la vida: Feto y primeros meses de vida : hay una 9:9;<= >?@?A?BCB C infecciones no importando los factores genéticos del huésped: Streptococcus grupo B ( GBS) VRS Las causas de esta susceptibilidad edad dependiente son poco conocidas: Comportamiento del SI diferente a esa edad. Persistencia de los mecanismos que mantienen la tolerancia feto materna post parto principalmente en los RNPT. Sin embargo, en las infecciones congénitas está claro que el feto puede desarrollar respuesta inmunes. La alteración del delicado equilibrio entre hiper e hipo inflamación en el contexto de una infección pueden llevar rápidamente a una situación de riesgo vital a edades tempranas.

3 Desarrollo del Sistema inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs): Las HSCs fetales y adultas tienen diferencias fenotípicas y funcionales debido a sus diferentes localizaciones tisulares y sus patrones de expresión génica especiales que apoyan los diferentes destinos de los linfocitos T. Células mieloides: Los macrófagos residentes en los tejidos aparecen en diferentes etapas del desarrollo y de 3 fuentes diferentes : Saco vitelino : 4 sem : microglia y Cel de Kupffer 6 sem : Cel Langerhans pero Hígado fetal 6 sem : Cel Langerhans MO Células progenitoras con potencial de convertirse en neutrófilos son abundantes en la sangre fetal pero, neutrófilos maduros son escasos en la sangre fetal y los últimos en aparecer: 16 sem. G-CSF aumentan justo antes del nacimiento y contribuyen al rápido aumento de neutrófilos a esa edad.

4 Hígado 12 sem 24 sem

5 Desarrollo del Sistema inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs): Células linfoides: La maduración de los LT ocurre entre las 8 y 12 sem: 12 sem :LT CD4+CD8+ con TCR gd o TCR B o LT CD4+ o LT CD sem : diversidad de TCR 18 sem: LT fetales migran a periferia : zonas T en bazo Segundo trimestre: CD4+FOXP3+ en timo. Sangre de RN: LT CD8+reg La HSC fetales desarrollarían principalmente, LT más bien generadores de tolerancia Los aloantigenos maternos estimularían el desarrollo de LTreg in útero. En bazo fetal existen LT CD45RO ( memoria, maduración completa ) pero son escasos al nacer. LT CD45RO también están en intestino y piel pero no se sabe como se desarrollan ni a que responden. In utero se desarrollan tanto linfocitos reguladores como de memoria pero aun no se sabe bien la caracterización de los LT CD45RO.

7 Desarrollo del Sistema inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs): In útero se desarrollan linfocitos de tipo innato: otro indicio que el feto desarrolla no sólo células inmnuno supresoras sino también células pro inflamatorias. Células NK : 9 sem : precursor común con ILCs ( CLP) Células linfoides innatas ( ILCs) LT gd LT invariantes asociados a mucosa ( células MAIT). Se desarrollan antes del nacimiento y son fuentes potenciales de citoquinas inflamatorias.

8 Desarrollo del Sistema inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs): Células linfoides innatas ( ILCs) : Derivadas de precursor linfoide común que carece de un receptor de antigeno. Papel importante en el desarrollo del tejido linfoide y su homeostasis Relaciona las respuestas inmunes innatas y adaptativas actuando en la polarización de las células T helper. LT gd: muy importantes en respuesta inmune innata TCR con cadena g y cadena d. Presentes en epitelio intestinal como linfocitos intra epiteliales Durante inflamación también están en : Pulmón Hígado Piel Otros tejidos LT invariantes asociadas a mucosa ( Células MAIT) Población de linfocitos tipo innatos que expresan un receptor de LT no variable conservado en la evolución y que se seleccionan gracias a la molécula MR1 relacionada a MHC clase I. Abundantes en : Sangre humana Mucosa intestinal Nódulos linfáticos mesentéricos Producen interferón g en respuesta a varias infecciones bacterianas

9 Función principal: Preservar la integridad epitelial Preservar inmunidad tisular Inducida por IL-33 Caracterizados : Ausencia de re arreglo de receptor antígeno especifico Morfología linfoide

10 Desarrollo del Sistema Inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs): ILCs 9 sem : ILCs grupo 2 y 3 pero no las del grupo 1 se encuentran en el intestino. ILCs grupo 2 están enriquecidas en en la sangre neonatal comparada con los de adultos y están presentes en mayor número en RN de sexo masculino ILC2 NK Adultos SCU GATA 3 IL-5 IL-13

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13 Desarrollo del Sistema Inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs) Desarrollo de las células linfoides : Se ha especulado que ILC2s contribuyen a una mayor susceptibilidad de los niños a enfermedades asociadas a VRS.

14 Desarrollo del Sistema Inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs) Desarrollo de las células linfoides En modelos murinos neonatales de infección por VRS : VRS induce producción de Il-33 promueve la expansión del los ILC2 lo que contribuiría a esta enfermedad de tipo TH2.

16 Desarrollo del Sistema Inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs) En SCU neonatal los LT gd expresan combinaciones de cadenas TCR Vg y Vd diferentes a los LTgd de los adultos que están relativamente restringidas a la expresión de TCR Vd2 y Vd1. La principal subclase en la sangre de los adultos es LT con TCR Vg9Vd2 mientras que Vg1 predominan temprano en la vida. En adultos sanos LT Vd1 se encuentran en números bajos en la sangre pero altos en intestino e hígado. Las subpoblaciones de LT Vg9Vd2que predominan en el adulto están presentes alta cantidad en el segundo trimestre pero disminuyen cercano a las 40 sem. Esto quiere decir que el desarrollo de los linfocitos Tgd pueden tener funciones cruciales in utero.

18 Desarrollo del Sistema Inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs) Células MAIT: Se han encontrado en el intestino delgado fetal y su hallazgo es otro ejemplo del desarrollo de los linfocitos innatos con propiedades pro-inflamatorias en el feto. En un feto normal: las células pro-inflamatorias pueden desarrollarse y encontarase en varios tejidos

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20 Desarrollo del Sistema Inmune Células madres hematopoyéticas ( HSCs) Linfocitos B : La expresión de receptor pre B ocurre primero a las 8 sem en el hígado fetal y a las 13 sem en MO. Desde las 18 sem los LB y las células dendríticas foliculares forman folículos en el bazo fetal lo que apoya que se presentan antígenos a los LB. Los LB innatos que incluyen las células B1 y células B de las zonas marginales producen anticuerpos naturales y proporcionan protección contra bacterias capsuladas. Los linfocitos tipo B1 humanos están presentes durante el nacimiento mientras que las células B de la zona marginal se desarrollan al año -2 años de vida y esto puede modular cualitativamente la especificidad y eficacia de los anticuerpos polireactivos.

22 Desarrollo del Sistema Inmune Por lo tanto, la ontogenia y maduración de las células inmunes en el feto humano apoya la idea que el SI fetal tiene capacidades pro inflamatorias y anti microbianas que cuestionan la visión que las funciones inmunes tolerogénicas son las necesarias para el desarrollo de un feto sano.

23 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal El reconocimiento de patógenos microbianos por el SI innato es mediado por los receptores de reconocimiento de patrones : PRRs que gatillan la inducción de respuestas inflamatorias y anti microbianas y respuestas linfocitarias apropiadas para la eliminación de los patógenos.

24 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal

25 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Sin embargo, los mismos PRRs pueden ser potencialmente gatillados también por organismos comensales que colonizan la superficie de las mucosas en el nacimiento y por lo tanto, deben ser regulados para evitar una inflamación dañina. se considera que una inflamación alterada o inapropiada es la principal razón de desviación de las respuestas T hacia respuesta tipo Th2 más que a respuestas tipo Th1 y de interferones antivirales (IFN) tempranamente en la vida. Marcador de LT CD4 y CD8 exaustos en algunas infecciones de RN RN Diferencias entre RN y adultos 4 RN RN

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27 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Inflamación Innata: En comparación con adultos los RN tienen: Disminución de respuestas inducidas por TLRs Disminución de producción de citoquinas pro inflamatorias Citoquinas post estímulos de TLR La respuesta de citoquinas êes consistente con respuestas de anticuerpos protectores ê luego de vacunas de rutina

28 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Inflamación Innata: En comparación con adultos los RN tienen: La capacidad de las células mononucleares para secretar IL-12p70 ( polarización de a TH1) luego de estímulo de TLR4 por LPS o TLR2 por S. aureus va aumentando con la edad.

29 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Inflamación Innata: En comparación con adultos los RN tienen: En CD neonatales derivadas de monocitos ++ con LPS la transcripción de la subunidad p35 de IL12 p70 esta limitada por regulación epigenética lo que causa una alteración en la remodelación del nucleosoma.

30 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Inflamación Innata: En comparación con adultos los RN : En respuesta a la mayoría de los ligandos de TLRs, las células de CU : Producen menos citoquinas de LTH 1 : Il12p70 IFNa IFNg Producen más citoquinas de células polarizadas por IL-10 e Il-17: IL-6 IL-23 IL-1b Células dendríticas derivadas de monocitos neonatales potencialmente producen IL-12p70 e IFNs frente a CMV. Parece predominar una respuesta anti inflamatoria IL-10 temprano en la vida en algunas circunstancias como estimulo por LPS y Bordetella pertussis.

31 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Inflamación Innata: Las vías neonatales TLR7 y/o TLR8 parecen estar mucho menos afectadas que las de TLR4 en términos a respuesta inflamatoria de citoquinas aunque no se han estudiado bien la inducción de IL-12p70 luego de estimular TLR7/8. IMQ: imidazoquinolina: TLR8 Resiquimod: TLR7/TLR8 Imiquimod : TLR7 Inflamasoma

32 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Inflamación Innata: Se sabe poco sobre la capacidad intrínseca de las células mieloides de diferenciarse en CD in vivo. Por ahora aun predomina la noción que en RN hay una respuesta TH1 alterada como resultado de vías mediadas por TLR reducidas en CPAs de RN. Se ha demostrado en modelo murino RN que en mucosa intestinal,hay un mecanismo para la tolerancia de toxinas bacterianas mediada por represión de micro RNA 146 a de la señalización de moléculas de IRAK1 ( quinasa 1 asociada a receptor de IL-1) lo que permite una colonización bacteriana segura.

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34 Función de receptores tipo Toll like NRL: receptores tipo dominio de oligomerización de nucleótidos (NOD) RLR: receptores tipo proteína inducible por ácido retinoico (RIG-I) NOD RIG

35 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Inmunidad antiviral Innata: La producción de IFNa dependiente de RIG-I ( RNA helicasa ) que es fundamental para sensar VRS por células mononucleares expuestas a VRS, es significativamente menor en lactantes y niños < 5 años que en adultos lo que puede contribuir a la mayor susceptibilidad de los lactantes a infección por VRS grave. IFNa RIG-1 Agonista de RIG-1 IL-6 La producción de IFNa dependiente de RIG está disminuida pero no la expresión de genes Rig like.

36 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Inmunidad antiviral Innata: Además, CDps aisladas de CU pueden gatillar una potente respuesta de IFNa antiviral y de TNF frente a varios virus DNA y RNA como VIH, Virus de Influenza A, y VHS. Las CDps son selectivamente deficientes en producir respuestas frente a TLR9/ CpG DNA pero mantienen respuestas normales frente a VIH, VIA Y VHS. La respuesta alterada a DNA CpG se debe principalmente a un aumento de la apoptosis neonatal de las CDps. CDps aislados de RN parecen tener una función normal frente a virus pero es posible que su función esté modulada negativamente en la presencia de otras células de la sangre.

37 Funciones inmunológicas innatas y adaptativas en período neonatal Paradigma Th1 versus Th2: El dogma clásico es que la respuesta T neonatal es principalmente TH2. En células de CU las células T CD4 naive tienen una preferencia intrínseca a adoptar un fenotipo TH2 : alta expresión de la isoforma no glicosilada de IL-4 tanto, en linfocitos estimulados como no estimulados comparados con su expresión en adultos. La expresión de esta isoforma de IL-4 junto con elevados niveles de GATA3 en LT CD4+ naive neonatales se asocia con un rápido desarrollo en células Th2. Es más el locus de TH2 está hipometilado en neonatos humanos mientras que está metilado en adultos.

38 Células reguladoras dependientes de la edad Células reguladoras eritroides : En sangre de CU humana hay una población importante de células eritroides que expresan CD71. Estas células suprimen las respuestas de células mieloides como la activación de células T por su producción de arginasa2. En modelos murinos se ha descartado un papel de estas células en la sepsis neonatal y requiere de mas estudio.

39 MO Hígado CU CD71CD235a Duración del estímulo

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42 Sistema inmune Del Neonato La inmadurez del sistema inmune del RN y lactante no es responsable perse de la susceptibilidad a infecciones y aumento de la severidad de enfermedad. Las células efectoras inmunes y sus funciones y la eliminación de patógenos no están alteradas en forma intrínseca pero parecen estar más controladas por reguladores inmunes temprano en la vida. Es probable que estos reguladores inmunes garanticen que dos requerimientos claves sean priorizados : El desarrollo normal del feto y RN Colonización microbiana de las mucosas durante el parto. El balance entre respuestas pro inflamatorias y anti inflamatorias parece alcanzarse por diferentes mecanismos que incluyen la : Regulación epigenética: regulación de la vía de los TLR o en la generación de las células reguladoras. La eliminación de los patógenos durante el periodo perinatal no es probablemente una prioridad mientras no afecte el crecimiento o el desarrollo de órganos en forma significativa. Pero, cuando el crecimiento es muy alto produce enfermedades por hiper inflamación como en el caso de VRS y GBS.

43 Sistema inmune Del Neonato Las respuestas inmunes protectoras pueden ser inducidas vías inflamatorias mas leves, no por TLR y evitan algunos controles reguladores. Por lo tanto, se requieren más estudios que consideren las interacciones huésped microorganismos en el contexto de la regulación inmune edad especifica para entender mejor las infecciones y enfermedades que afectan a los RN. El >r conocimiento de los parámetros inmunes específicos de los fetos y RN proporcionará nuevas oportunidades para desarrollar terapias mas apropiadas. Además un mejor conocimiento de los parámetros edad específico ayudaran a las decisiones terapéuticas y la identificación de biomarcadores predictivos del riego y gravedad de las infecciones.