Mecanismos de Evasión Parasitaria

1. Mecanismos de Evasión Parasitaria

2. Mecanismos de Evasión Parasitaria • Los parásitos necesitan tiempo en su hospedero para poder completar su complejo desarrollo, madurar sexualmente y reproducirse, y aseguarse la transmisión que les permita continuar el ciclo biológico. • Las infecciones crónicas son la regla, por lo tanto los parásitos necesitan mecanismos de evasión del sistema inmune y de las defensas del huésped en general para evitar su eliminación. • Los parásitos protozoarios y helmintos han desarrollado mecanismos efectivos para evadir la inmunidad innata y adaptativa.

3. 1. Reclusión Anatómica • Algunosprotozoariospuedenvivirintracelularmentereplicándose y evadiendo la respuestainmunológica. • Plasmodium vive dentro de los eritrocitosque no tienennúcleoniexpresanmoléculas MHC de clase I y II no siendoreconocidaspor CTL CD8 niporcélulas NK • Los parásitos del géneroLeishmania y Trypanosomacruzisoncapacesde sobrevivirdentro de los macrófagos.

4. 1. Reclusión Anatómica • Echinococcus granulosus: formación de la hidátide • Localización en sitiosinmunologicamenteprivilegiados: quistes de Toxoplasmagondii en cerebro • Larvas L1 de Trichinellaspiralis en el músculo, en miocitosmodificadosllamadoscélulasnodrizas.

5. 2. Variación Antigénica • En Plasmodium, diferentesestadíosexpresanantígenosdiferentes. • Variaciónantigénicatambiénocurre en los protozoariosparásitosextracelularesprotozoarios: Trypansomabruceirhodosciense, T. gambiense y Giardialamblia. • En los Tripanosomasafricanos, la variaciónantigénica de la glicoproteína variable de superficie (VSG) se produce porrecombinación a nivel del ADN.

6. 2. Variación AntigénicaTrypanosomas africanos

7. 2. Variación AntigénicaTrypanosomas africanos

8. Glicoconjugados de superficie en Trypanosoma brucei Schematic representation of the major surface glycoconjugates of procyclic and meta-cyclic Trypanosoma brucei. VSG (variant surface glycoprotein) is the major component of the metacyclic form, and each molecule consists of two GPI-anchored N-glycosylated monomers. (Shaded ovals) Protein component. The surface of the procyclic form is densely covered with procyclins. These are GPI-anchored polypeptides with polyanionic repeat domains. The anchor structures are detailed below the schematic.

9. 2. Variación Antigénica Trypanosomas africanos • Durante la infección el huésped genera una respuesta de anticuerpos específicos contra la VSG que es protectiva y puede eliminar aquellos parásitos expresando dicho antígeno. • En una población parasitaria, un pequeño porcentage de parásitos seleccionará en una bilblioteca de genes una variante de la VSG entre unas 100 posibles que resultará en la evasión de la respuesta inmune previamente generadas y la expansión clonal del parásito

10. 2. Variación Antigénica Trypanosomas africanos Trypanosomas africanos sufriendo variación antigénica. Se observan dos poblaciones distintas en cuanto a la VSG. La reconocida por los Ac del huésped (verde) y un trypomastigota que presenta una VSG diferente (flourescencia roja) que se encuentra así un paso por delante de la respuesta humoral.

11. 2. Variación Antigénica Trypanosomas africanos Curso de la infección por T. brucei. Se observa aumento y caída en los niveles del patógeno en sangre relacionados con la respuesta humoral que controla y luego pierde efectividad frente al cambio en la VSG

12. 2. Variación antigénicaTrypanosomas africanos • El cambio en la VSG se produce por dos mecanismos. • A) Intercambio o alteración de un gene activo. La transcripción tiene lugar en un único cromosoma. La copia de VSG interna se duplica en casette, y es translocada al sitio de expresión del telómero volviéndose activa. • B) Cambiando el telomero transcripcionalmente activo. Según este mecanismo, algunos genes de VSG se expresan sin duplicación ni translocación. En estos casos el sitio telomérico activo en un cromosoma es silenciado y un sitio telomérico en otro cromosoma es activado.

13. 2. Variación antigénica Trypanosomas africanos

14. 2. Variación Antigénica Plasmodium- pfEMP1 • El mecanismo fue dilucidado al descubrirse una familia diversa de varios genes codificantes para pfEMP1 (P. falciparum erythrocyte membrane protein 1) – pfEMP1 se expresa en la superficie de los GR infectados y juega un rol en la adhesión de éstas células al endotelio vascular via CD36 e ICAM-1. • Durante el curso de la infección, el huésped produce Ac contra pfEMP1 que bloquean la adhesión o promueven respuesta de tipo ADCC. • Para evitar esta posibilidad pfEMP1 es variable, sufriendo variación clonal a una muy alta frecuencia de aprox. 2% por generación.

15. Plasmodium- pfEMP1- Interacciones con células del huésped

16. 3. Inhibición de Citoquinas Críticas Leishmania • Los parásitos intracelulares no modifican en forma significativa la membrana celular de la célula huésped al insertar algunas moléculas- De esta forma evaden la respuesta por Ac pero se vuelven susceptibles al reconocimiento por células T en el contexto de moléculas del MHC clase I o II. • Un problema para Leishmania que infecta macrófagos es el de invadirlos sin activarlos. Los promastigotas metacíclicos de L. major no inducen la producción de IL-12, sino que activamente suprimen la transcripción del gen que codifica la p40 de IL-12. • Además, estos parásitos son capaces de inhibir la producción de esta citoquina por células expuestas a productos microbianos fuertemente inductores de IL-12..

17. 3. Inhibición de Citoquinas Críticas-Leishmania

18. 3. Inhibición de Citoquinas Críticas Leishmania • La inhibición de IL-12 por L. major no está mediada por IL-10 ya que puede ocurrir en macrófagos derivados deratones IL-100/0. • La supresión de IL-12 es selectiva: macrófagos expuestos a estímulos microbianos + promastigotas producen IL-1a y -b, TNF-a, IL-10, y MCP-1 pero no IL-12 . • Dado que la IL-12 es un promotor fisiológico relevante en la producción de IFN-g, y ya que Leishmania es altamente susceptible a la destrucción por macrófagos activados por IFN-, esta capacidad de suprimir la producción de IL-12 es una ventaja clara para la sobrevida del parásito.

19. 4. Inmunoregulación • Existe evidencia de que algunos protozoarios son capaces de regular las respuestas T adaptativas produciendo la supresión de funciones efectoras. • Un ejemplo de este fenómeno es la reciente demostración de la inducción de células T regulatorias CD25+ productoras de IL-10 para prevenir la eliminación del parásito.

20. 5. Camouflage • Los esquistosomas adquiren una variedad de moléculas del huésped que despliegan en su superficie en lo que constituiría alguna forma de camouflage molecular que explicaría la notoria incapacidad de los Ac en el suero de ratones infectados de unirse a la superficie de los estadios vasculares. • La importancia de este mecanismo se ha demostrado en experimentos con praziquantel, la droga de elección para la esquistosomiasis. La droga actúa alterando la superficie parasitaria de tal forma que Ac específicos contra las proteínas de superficie (generadas por antígenos liberados) ganan acceso a los epitopes crípticos hasta ese momento, marcando al parásito para el ataque de monocitos y granulocitos..

21. 6. Evasión de las Defensas Innatas • Que los parásitos protozoarios hemotesiduales poseen mecanismos de evasión de las defensas innatas es demostrado por la rápida destrucción de los estadíos pre-infectivos del vector cuando se inoculan artificialmente en los huéspedes mamíferos. • Complemento. Los epimastigotas de T. cruzi son susceptibles a la activación por vía alterna del complemento, mientras que los tripomastigotas son resistentes.

22. 6. Evasión de las Defensas Innatas por T. cruzi • La evasión se debe a la expresión de una glicoproteína de 160kDa (gp160), homóloga de la proteína regulatoria del complemento DAF (decay accelerating factor). • Tal como DAF, gp160 puede unirse a C3b y C4b y así inhibir la captación de los miembros subsequentes de las cascada previniendo la formación de la convertasa y la lísis parasitaria. • En forma relevante, los epimastigotas no expresan la gp160, y aquellos transfectados con gp160 se vuelven resistentes a la lisis medidada por complemento.

23. 6. Evasión de las Defensas Innatas- Leishmania • Leishmania evade la lisismediadaporcomplemento al mismotiempoqueusa la activación del complementocomo forma de marcarcélulas del hospedero. • Cuando los promastigotasprocíclicos (insecto) se transforman en formasmetacíclicasinfectantes, la membrana se alteraparaprevenir la inserción del complejo de ataque de membrana (C5b-C9) • Esto se correlaciona con la expresión de un lipofosfoglicano (LPG) de superficiequees el doble de largo que en los formasprocíclicas, pudiendoactuarcomobarrera a la inserción del complejo de ataque.

24. 7. Remodelado de Compartimientos de la Célula Huésped • Los protozoarios parásitos adaptados a la vida intracelular deben resistir los mecanismos antimicrobianos inducidos en células fagocíticas y aún en las no fagocíticas. • El ambiente hidrolítico acido de los lisosomas representa el corazón de la maquinaria defensiva de las células nucleadas.

25. 7. Remodelado de Compartimientos de la Célula Huésped- Toxoplasma gondii • T. gondii reside en un fagosoma que restringe su fusión con los endosomas y lisosomas celulares. • Toxoplasma penetra activimente células fagocíticas y no fagocíticas, por medio de un movimiento de deslizamiento dependiente de actina-miosina. En el proceso establece un compartimiento no fusiogénico, la vacuola parasitófora que carece de proteínas integrales de membrana, que está extensamente modificada por proteínas secretadas por el parásito. • Esta remodelación parece crucial para impedir la acidificación de la VP y la fusión con el lisosoma.

26. 7. Remodelado de Compartimientos de la Célula Huésped- Trypanosoma cruzi Los tripomastigotas de T. cruzi entran al macrófago induciendo el reclutamiento de lisosomas a la membrana plasmática. Residen transitoriamente en la VP antes de escapar al citoplasma via la secreción de una molécula formadora de poros, llamada Tc-TOX).

27. 7. Remodelado de Compartimientos de la Célula Huésped - Leishmania Los promastigotasmetaclíclicos de Leishmania son ingresadospor un mecanismo de fagocitosismedidadapor receptor, la maduración del fagosomapuede ser transitoriamenteinhibidapor LPG si se incorpara a la membrana del fagosoma (verde). El amastigotareplicante reside en un fagolisosomadondesobrevivepormedio de la producción de glicoconjugados de membrana y secretadosincluyendo GIPLS y proteofosfoglicano.

28. 8. Inhibición de las Vías de Señalización de la Célula Huésped • Los macrófagos poseen mecanismos defensivos primarios que incluyen la activación del metabolismo oxidativo y la síntesis y liberación de metabolitos del ácido araquidónico. • La fuente más importante de especies reactivas del oxígeno (ROIs) es la NADPH oxidasa, una enzima multicompomente que cataliza la transferencia de electrones del NADPH al O2, resultando en la producción de superóxido y peróxido de hidrógeno. • Se piensa que la activación de la protein quinasa C (PCK) y tirosin fosfatasa (SPHI) son los dos eventos críticos en la regulación de las funciones del fagocito en respuesta a una variedad de estímulos.

29. 8. Inhibición de las Vías de Señalización de la Célula Huésped • Leishmania evita la activación del estallido respiratorio inhibiendo la activación de la PKC en los macrófagos. • La inhibición de la fosforilación proteica mediada por PKC se observó con lipofosfoglicano (LPG) que actúa como inhibidor competitivo del activador de PKC el diacilglicerol y/o alterando las propiedades físicas de la bicapa lipídica lo que inhibe la translocación del PKC en la membrana • Esto es consistente con la disminución de la sobrevida intracelular de mutantes de L. major deficientes en LPG comparadas con mutantes en los cuales la expresión de LPG fué restaurada.

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

31. 8. Inhibición de las Vías de Señalización de la Célula Huésped • Los estadíos infectantes de Leishmania no evitan simplemente la inducción de IL-12, la inhiben activa y selectivamente, dejando otras viás de respuesta inflamatoria relativamente intactas. • El LPG y el glycoinositol phospholipid (GIPL) de Leishmania inhiben la transcripción de IL-12p40 mientras que no lo hacen con la expresión del gen de TNF. • Los receptores y vías de señalización involucrados en la inhibición selectiva de la IL-12 aún uno han sido identificados.

32. 8. Inhibición de las Vías de Señalización de la Célula Huésped • Muchos agonistas de IL-12 que están inhibidos en macrófagos infectados con Leishamania (LPS, CD40L y especialmente IFN- señalizan primariamente por medio de tirosina kinasas. La observación de que las viás de señalización de las Janus kinase–signal transducers and activators of transcription (Jak-STAT) también están inhibidas en células infectadas por Leishmania parece relevante a la respuesta defectuosa de IL-12. • La fosforilación defectuosa de Jak2 es atribuída a la rápida activación de una tirosina fosfatasa de proteínas citoplasmica llamada SHP-1. Esta enzima es necesaria para la sobrevida de L. major ya que en los ratones deficientes en SHP-1 no producen lesiones y los macrófagos no pueden ser infectados in vitro.

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

34. 8. Inhibición de las Vías de Señalización de la Célula Huésped • T. gondii tiene la capacidad de inferferir con la vía de activación de NF-kB en macrófagos. • En las células infectadas por T. gondii, a pesar de la rápida fosforilación y degradación de IkB, NF-kB no se transloca hacia el núcleo. • La respuesta inducida por T. gondii incluye defectos en IL-12 y TNF-a. • La inhibición de la translocación de NF-kB en macrófagos y sus efectos en la expresión de iNOS es dependiente de la expressión de HS70 por el parásito que impide el transporte nuclear compitiendo por el acceso a los complejos de poros nucleares.

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

36. 9. Manipulación de la Función de las Células Dendríticas • La alteración de la función de las CD provee un mecanismo por el cual interferir con la activación de las células T.

37. 9. Manipulación de la Función de las Células Dendríticas- Plasmodium • Los GR infectados por Plasmodium se unen a la superficie de CD mieloides in vitro y suprimen la regulación normal de moléculas de clase II, moléculas de adhesión (ICAM-1) y moléculas co-estimulatorias (CD83 and CD86). • El mayor ligando parasitarario para CD36 en los GR infectados es un dominio conservado PfEMP1 • Las cepas de parásitos no adherentes que no expresan PfEMP1 en la superficie de los GR no consiguen inhibir la maduración de las CDs.

38. 10. Secreción de proteasas • Atacan inmunoglobulinas y al clivarlas bloquean su acción efectora • Degradan factores del complemento