Mecanismos de Expulsión de los Parásitos Intestinales

1. Mecanismos de Expulsión de los Parásitos Intestinales

2. Trichinella spiralis- Ciclo El huesped ingiere L1 enquistada en los músculos del HI. Las larvas se desarrollan en adultos en el intestino delgado. Los adultos copulan y la hembra penetra la mucosa y pone pre-larvas en los vasos linfáticos. Estas entran en las fibras musculares y las transforman en células nodrizas. La pre-larva necesita 3 semans para transformarse en L1 por tanto el HD es también el HI.

3. Trichinella spiralis -Intestino

4. Trichinella spiralis- Músculo

5. Nippostrongylus brasiliensis- Ciclo • Los gusanos adultos viven en el intestino del huésped y ponen huevos que salen con las heces. En el exterior, eclosionan y la larva L1 continúa el desarrollo hasta L3 que es infectante. L3 se traslada y llega a penetrar la piel del hospedero roedor, migrando luego a corazon y pulmones. Llega al espacio aéreo y es ingerida alcanzando el tracto GI donde se adhieren a la pared del intestinodelgado transformándose en gusanos adultos. • .

6. Nippostrongylus brasiliensis- Adulto

7. Trichuris sp - Ciclo

8. Heligmosomoides polygyrus- Ciclo • Los adultos viven en el intestino de roedores, enrollados en las vellosidades intestinales. Las hembras ponen huevos que salen con las heces. Estos eclosionan en pocos días y la L1 muda hasta L3 en una semana. Cuando es ingerida L3 penetra la mucosa intestinal y muda a L4, lo que genera inflamación y un nódulo en su sitio de penetración. Se transforma rápidamente en adulto y pasa nuevamente a la luz intestinal. Los adultos jóvenes migran a su sitio preferido, el intestino delgado cercano al píloro. Las hembras comienzan la puesta de huevos 2 semanas post infección y lo pueden hacer durante varios meses.

9. Heligmosomoides polygyrus- Ciclo

10. Diferencias en los modelos estudiados Especificidad de huésped • Baja en Trichinella spiralis • Alta en Heligmosomoides polygyrus Migración intrahospedero • Parte del ciclo invasiva – N. Brasiliensis • Hábitat sólo intestinal – T. Muris Relación con la pared intestinal • Lumen – Ascaris suum, H. Polygyrus • Parietal – T.spiralis Localización • Intestino delgado – N. Brasiliensis, H. Polygyrus • Intestino grueso – T. Muris • Tiempo de infeccion • Infección crónica – T. Spiralis, Ascaris sp. • Expulsión aguda – N. brasiliensis

11. La expulsión es dependiente de células T CD4+- Evidencias • Ratones timectomizados • Ratones desnudos (nude) • Tratamiento con Ciclosporina A • Experimento de transferencia adoptiva • Depleción de células CD4+

12. Poblaciones CD4+ • TH1: IFN, IL-12, IL-2, LT, IgG2a • TH2: IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-13, IgG1, IgE

13. Mecanismos de Activación de los Linfocitos T CD4+ • TH1- IL-12 actúa a través de Stat4. Stat: signal transducers and activators of transcription. • TH2- IL-4 e IL-13 actúan por su unión con IL-4Rα que señaliza a través de Stat6.

14. Figure 6-23

15. Figure 12-6

16. Figure 12-6 part 1 of 3

17. Figure 12-6 part 2 of 3

18. Figure 12-6 part 3 of 3

19. 8. Inhibición de las Vías de Señalización de la Célula Huésped

20. Figure 12-2

21. Figure 12-7

22. Figure 12-13

23. La expulsión de los nematodes GI está asociada a la respuesta TH2 • T. muris: cepas sensibles generan respuesta TH1 y las resistentes una TH2 • Administración de IFN o anti-IL4 en cepas resistentes las vuelve susceptibles

24. Utilización de ratones knock-outpara citoquinas TH2- Resultados • Tanto IL-4 como IL-13 son necesarias para la expulsión de T. muris • IL-13, pero no IL-4, es necesaria en la expulsión de N. brasiliensis • IL-4, pero no IL-13, es requerida para la eliminación de H. polygyrus

25. Utilización de ratones knock-outmúltiple para citoquinas TH2- Resultados • IL-4/IL-4/IL-9/IL-13 KO: Retardo en la expulsión de N. brasiliensis en cepas de ratones resistentes asociada a citoquinas TH1. • IL-5/IL-9/IL-13 KO: IL-4 alcanza para compensar y producir eosinofilia, hiperplasia mucosa y mastocitosis • Falta IL-4/IL-5/IL9 KO para determinar rol de la IL-13

26. Ratones KO IL-4Rα / Stat6 • En T. spiralis y N. brasiliensis confirma que la expusión depende de la acción de IL-4/IL-13 sobre el IL-4Rα y la activación subsecuente de Stat6. • En Nb los requerimientos de Stat6 en la expulsión no dependen de la respuesta TH2 ya que hay IgG1, eosinofilia y mastocitosis • En T.spiralis es dependiente de Stat6

27. ¿Porqué las respuestas TH2 son Stat6-dependientes en T.spiralis y Stat6-independientes en N.brasiliensis?

28. Dependencia de Stat6 • N. brasiliensis genera una respuesta TH2 pura mientras que T. spiralis produce una respuesta mixta con IFN • La señalización por medio de Stat6 pordría requerirse durante la generación de la respuesta primaria TH2 en presencia de IL-12 e IFN

29. Stat6N. brasiliensis vs T. spiralis • A nichos diferentes respuestas diferentes • N. brasiliensis y H. polygyrus son exclusivamente extracelulares y generan respuesta TH2 pura • T. spiralis habita dentro de los enterocitos y algunas células caliciformes y genera una respuesta mixta quizás desencadenando la producción de IFN

30. Conclusiones • La activación de Stat6 por la unión de IL-4 y/o IL-13 a IL-4Rα es un requerimiento universal para la protección del huésped contra los nematodes GI. • Los mecanismos efectores inducidos por activación de Stat6 que son requeridos en los distintos modelos para la protección son diferentes.

31. Otras Células IL-4Rα • Evidencia de que células con origen fuera de la médula Osea (no linfocitos ni mastocitos) que expresan IL-4Rα, son necesarias en la expulsión de N. brasiliensis. • Se puede concluir que las células T se requieren para generar las citoquinas (IL-4 e IL-13) que actúa sobre células no inmunes que producen la expulsión

32. Mecanismos Efectores • Mastocitos • Células caliciformes – mucus • Eosinófilos • Anticuerpos • Efectos fisiológicos • Inflamación intestinal

33. Figure 12-2

34. Mastocitos

35. Mastocitos

36. Mastocitos- Evidencias sobre el rol en la expulsión de los nematodes GI • Participación crucial en Strongyloides venezuelensis y T. spiralis • Poco importantes en N. brasiliensis y T. muris • Estudios en ratones W/Wv deficientes en mastocitos o por anti-IL3 o IL-4 que bloquean mastocitosis- fallan de prevenir la expulsion de N.brasiliensis

37. Mastocitos • Pueden jugar un papel como la fuente inicial de inducción de una respuesta TH2 • Son una fuente de moléculas vasoactivas, proinflamatorias y un número de citoquinas como IL-4 y TNF creando un microambiente inhóspito.

38. Eosinófilos • Rol discutible • Eosinofilia tesidual y periférica es característica • El uso de ratones IL-5 KO o bloqueo de IL-5 con Ac no previene la expulsión de los helmintos GI • Los ratones transgénicos IL-5- tienen eosinofiia del 30% no tienen capacidad aumentada de expulsión de T. spiralis

39. Células Caliciformes- Mucus • Aumento de células caliciformes y cambios cualitativos en el mucus durante la infección de varios parásitos GI • Se ha propuesto que las mucinas pueden envolver al parásito y/o interrumpir la adhesión • La hiperplasia de células caliciformes es un fenómeno CD4+ TH2 IL-4 independiente

40. Células Caliciformes- Mucus N. brasiliensis • Los ratones IL-13 KO a diferencia de los IL-4 KO y los no suprimidos, no pueden eliminar la infección en forma eficiente si bien generan una respuesta TH2. • Los IL-13 KO no producen hiperplasia de células caliciformes • Conclusión: IL-13 induce la hiperplasia y el mucus facilita la expulsión de N.b

41. Anticuerpos • Rol dudoso • Alta producción de IgG1 e IgE • Gran proporcion de anticuerpos no específicos en T. spiralis y H.polygyrus, sería consecuencia de fuerte respuesta TH2 • En contra: Transferencia de CD4+ a los ratones SCID (sin T ni B) induce la expulsión de T. muris. • Stat6 KO no pueden expulsar N.b a pesar de la gran producción de Anticuerpos • Serían importantes en la respuesta secundaria

42. Efectos Fisiológicos • El efecto de las diversas citoquinas y células efectoras en el intestino lleva a la generación de un microambiente hostil con aumento de mucus y actividad contráctil propulsora intestinal • IL-4 e IL-13 inducen hipercontractilidad de las células musculares via Stat6 en ratones infectados por T. spiralis.

43. INTESTINAL MUCOSAL RESPONSE OF DOGS EXPERIMENTALLY INFECTED WITH THE CESTODE ECHINOCOCCUS GRANULOSUS: An animal model, approach to human taeniasis. • Uruguaysito Benavides*, Junco Inohara+, Takehito Shozawa+, Zully Altamirano* and Carlos Carmona* # • *Unidad de Biología Parasitaria. Facultad de Ciencias. Instituto de Higiene, Av. A. Navarro 3051,CP11600. Montevideo, Uruguay. • + Parasitology Laboratory, Departament of Clinical Pathology, Veterinary School, Hokkaido University, Sapporo 060, Japan.

44. Infección de perros con E. granulosus es over-dispersed. • En la infección experimental se infectan el 100% de los animales pero el número de parásitos que se encuentran en el intestino nunca es mayor de un 40%. • NO habia datos reportados sobre inmunidad de mucosas o mecanismos de expulsión de E. granulosus en perros.

45. Preguntas interesantes a responder experimentalmente?

46. 1) Cuando se expulsan los parásitos en que momento de la infección

47. 1) Cuales son los cambios de la mucosa intestinal asociados a la expulsión ?

48. Cual es la respuesta de la mucosa intestinal asociada a la instalación de los parásitos la permanencia, o infestación crónica?

49. Que diseño experimental realizarían ?

50. Diseño experimental • Infectamos animales con protoescolices: • Se necropsiaron a diferentes tiempos:1,2,3,4,5,6,13,23,33. Un grupo fue usado como control no infectado.