Respuesta Inmune contra los Parásitos

1. Respuesta Inmune contra los Parásitos

2. 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.

3. 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.

4. Respuesta tipo 1

5. 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.

6. 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 estadiosposteriores de la infecciónlascélulas Th1 y CD8 sintetizangrandescantidades de IFN-gquelleva a la activación de los Mo quecontrolan la infecciónporproducción de NO. Los linfocitos CD8 tipo 1 puedentambiéndirigirsuactividadcitotóxicasobrelascélulasinfectadas. Paso 5: Las células B queresponden a los antígenosparasitariospuedenrecibirayuda de Th1 o CD8 tipo 1 paraproduciranticuerposquefijancomplemento y opsonizan los parásitos.

7. Leishmania

8. Respuesta Tipo 1 protectora Leishmania major • La resistencia a L. major en ratoneses un prototipo de respuestaprotectoraTipo 1. • L. majorcausaunalesióntemprana de magnitud variable – en los ratonesresistentes la lesión se resuelve. • La resolución de la lesión se debe a la activación de macrófagospor IFN-gproducidainicialmenteporlascélulas NK y luegopor CD4 Th1. • Las células CD4 juegan un papel central– los ratonesclase II MHC0/0 no puedencontrolar la infección– los ratonesb2m0/0 (deficientes en MHC clase I) se curan con la mismacinéticaque el genotivosalvaje.

9. Respuesta protectora Tipo 1 Leishmania major • Los efectoresmolecularesmásimportantes en controlar la infecciónporL. major son el oxidonítrico (NO) y otrosreactivosintermediarios del nitrógenoproducidos en respuesta a la activación de los macrófagospor IFN-g. • IFN-gesesencial– ni los ratones IFN-g0/0,ni los IFN-gR0/0puedencontrolar la multiplicaciónparasitaria. • La inhibición de la iNOStambién produce suceptibilidad y el uso de inhibidores de la enzimaluego de la resoluciónresulta en la reactivaciónlesional y multiplicaciónparasitariasugiriendoque la respuestainmune no produce la remocióncompleta del parásito, sinoqueexistenmecanismoscontinuos de control dependientes de iNOS.

10. Trypanosoma cruzi

11. Respuesta protectora Tipo 1 Trypanosoma cruzi • T. cruzi invade distintascélulasnucleadasformandounavacuolaparasitofora. • Unavez en la célula, el parásitoabandona la vacuolae ingresaen el citoplasmadonde los antígenosquedandisponiblesparasuprocesamientopor la via clase I • Los linfocitos CD8+tienen un rol central en controlar la infección– los ratonesb2m0/0 y clase I MHC0/0 son extremadamentesusceptibles a la infección. • La síntesis de IFN-gmásque la citotoxicidadclásicamediadaporperforina o granzimaesprobablemente el mecanismo protector másimportante.

12. 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 efectora anti-parasitaria inducida por IFN-g. • 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.

13. Plasmodium

14. 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.

15. Respuesta protectora Tipo 1 Plasmodium • Los anticuerpos son efectivos contra los esporozoítos y los estadíoseritrocíticos.. • Las citoquinasTipo 1 son efectivas contra el estadio intra hepático – la inyección de IL12 en ratones 2 díasprevio a la infecciónprevienecompletamente la infección con P. yoelli. • El efecto de la IL-12 en ratonesesdebido a la producción de IFN-gporlas NKs y la regulaciónpositiva de la iNOS y NO hepáticos se presume como el mecanismoefector. • Los hepatocitospuedenexpresariNOS – presumiblemente IFN-gactúadirectamentesobreéstascélulasparainducir la respuesta contra el parásito.

16. 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.

17. Toxoplasma

18. 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.

19. Respuesta protectora Tipo 1 Protozoa Toxoplasma • La muerte de T. gondiipor los macrófagosestádisminuída en presencia de inhibidores de iNOS y los macrófagos de ratones iNOS0/0 son incapaces de controlar la infección. • Portanto los mecanismosmediadosporiNOS son críticos en controlarlasfasestempranas de la infección: los infiltradosmuestran el importanterol de los neutrófilosduranteestafase • Las célulasglialesproduceniNOSquecolabora en el control del estadíoencefálico de la infección.

20. RespuestainmuneTipo 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.

21. Wild-type C57BL/6 sobrevive mientras que IL-100/0 muere. 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 heightened type 1 cytokine production and enhanced mortality, compared with that seen in WT mice.

22. Respuestas Tipo 2

23. RespuestaTipo 2 Paso 1: Los antígenos de helmintos son presentados a células Th0 específicasqueproducen IL-4 o son disparadaspor IL-4 derivadas de otrasfuentescelularesactivadascomoconsecuencia de la infección. Paso 2: La producción de IL-4 espromovidapormacrófagos y/o célulasdendríticasmediante IL-6. Paso 3: Los helmintos son incapaces de estimular la producciónsustancial de IL-12 ya sea pormacrófagos o célulasdendrítica, posiblementepor la rápidainducción de IL-10 porlascélulas B-1. Los helmintostambiéninducen la expresión de CD86 en las CPAs queestimulan la respuesta de tipo 2. Paso4: La IL-4, dependiente de STAT6 y CD4, promueve la diferenciación de lascélulas Th0 en un fenotipo Th2 produciendo al mismotiempo 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 respuestasque son protectoras contra los helmintos, en particular lasformaslarvarias.

24. 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,, Heligomosoidespolygyrus, Trichinella spiralis, Nippostrongylus brasiliensis y Strongyloides stercoralis.

25. Helmintos Schistosoma

26. Ratones Wild-type C57BL/6 o B6-IL-40/0 fueron infectados con 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. 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 than is normally noted in infected wild-type mice.

27. 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.

28. 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.

29. Respuestas Tipo 2 PatológicasHelmintos

30. 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 falla hepática en el corto plazo y cirrosis a largo plazo.

31. 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.