Papel de los polimorfonucleares neutrófilos en el proceso inflamatorio crónico de la tuberculosis : efecto del Mycobacterium tuberculosis y mecanismos involucrados

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2003

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Descripción:

La tuberculosis (TB) es una enfermedad inflamatoria crónica causada por Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Al comienzo de una infección por micobacterias, laactivación de las células de la inmunidad innata (linfocitos Natural Killer (NK), Tγδ ypolimorfonucleares neutrófilos (PMN), asi como las citoquinas (CK) secretadas por ellas,influencian y modulan el curso de la reacción inflamatoria. Los PMN participan en la formación del granuloma, precediendo a los monocitos en lasáreas de inflamación granulomatosa, liberando quimioquinas (QK) que atraen a los monocitosactivándolos indirectamente. A pesar de que, durante el curso crónico de la TB humana, larespuesta inflamatoria se caracteriza por un infiltradode monocitos-macrófagos en el sitio deinfección pulmonar, a medida que la enfermedad avanza se puede observar un elevadonúmero de PMN en el lavado broncoalveolar (BAL)que se correlaciona con el contenido deinterleuquina (IL)-8 en pulmón. Esta CK, cuya producción por el macrófago es inducida porinterleuquina (IL)-1β y factor de necrosis tumoral (TNF)-α, podria inducir a su vez la secreciónde otras CK por el PMN. Por otra parte, se ha demostrado que, dentro de las lesionespulmonares, los PMN son capaces de matar a la micobacteria. Luego de arribar al foco inflamatorio, los PMN subyacen a la muerte. Esto puede ocurrirpor dos mecanismos de muerte: 1) necrosis: donde la liberación del contenido citoplasmático almedio extracelular provoca una respuesta de tipo inflamatoria, 2) apoptosis: donde lamembrana permanece intacta, de manera que los neutrófilos son removidos por losmacrófagos sin liberar su contenido. Además, cuando los macrófagos ingieren célulasapoptóticas, no liberan mediadores pro-inflamatorios pero si en cambio moléculas de acciónanti-inflamatorias. Por otra parte, los PMN apoptóticos pierden previamente la habilidad dedegranulación, fagocitosis, estallido respiratorio y quimiotaxis. Por eso, si bien los PMN jueganun rol central en la defensa contra microorganismos infecciosos, la presencia de estas célulasen el pulmón puede contribuir a la injuria tisular local y en este contexto, la muerte del PMN porapoptosis, representa un mecanismo que permite su reconocimiento e ingestión por losmacrófagos residentes, limitando asi el daño tisular que genera el marcado influjo de PMNdurante el curso de una infección bacteriana. El objetivo de este trabajo fue estudiar el estado de activación de los PMN circulantesen pacientes con TB (TB-PMN) y su posible contribución a la fisiopatología de estaenfermedad. Por otra parte, sabiendo que muchas funciones que dependen de la activación del PMN generan en éste señales intracelulares, que estarían asociadas a la inducción del procesoapoptótico en los PMN, estudiamos la apoptosis en los PMN circulantes y el proceso apoptóticoespontáneo e inducido por Mtb in vitro evaluando a su vez los mecanismos involucrados eneste fenómeno y las señales intracelulares que participan. Por último, para corroborar losexperimentos in vitro, evaluamos los mismos parámetros en líquidos pleurales de pacientes con TB y patologías no relacionadas. Los resultados demuestran que: ▪ Los polimorfonucleares neutrófilos circulantes de pacientes con TB (TB-PMN), tienenaumentada la expresión del receptor para la fracción constante de la inmunoglobulina G (FcγR)-IIIB(CD16) y el receptor para TNFα de 55 kD (TNF-R55). A su vez se observó laexpresión del FCγRI (CDG4)que no se expresa constitutivamente en PMN. En concordanciacon el aumento en la expresión de los receptores CD16 y CD64, las funciones que de ellosdependen tales como citotoxicidad mediada por complejos inmunes (Cx-CI) y citotoxicidaddependiente de anticuerpos (CCDA), también se hallaron aumentadas en los TB-PMN. ▪ Por otra parte, en los TB-PMN la liberación de anión superóxido fue inducida aconcentraciones quimioatractantes del péptido formilado FMLP. Estos resultados sugierenque los PMN de los pacientes con TB se encuentran activados y liberando intermediariosreactivos del oxigeno, fuera del sitio de infección. Por lo tanto la activación de los PMN ensangre periférica observada en los pacientes, puede ser considerada como una inflamaciónsistémica, contribuyendo a la fisiopatología del proceso crónico inflamatorio en tuberculosis. ▪ En circulación los PMN de los pacientes con TB no presentan signos de apoptosis. Los TB-PMN tienen mayor expresión de los receptores CD16 y CD11b, ambos son parámetrosindicativos de la activación del PMN. ▪ Los TB-PMN presentan una apoptosis espontánea aumentada que se correlaciona conla pérdida espontánea del receptor CD16 en cultivo (marcador de apoptosis en PMN). Lamarcada apoptosis espontánea podria explicarse por la mayor expresión en membrana dela proteína pro-apoptótica Fas y una menor expresión de la proteina anti-apoptótica bcl-2 encitoplasma. ▪ Mtb activa a los PMN in vitro incrementando la expresión de CD11b tanto en N- comoen TB-PMN y dicha activación aceleraría el proceso apoptótico in vitro. Más aún,observamos que los PMN activados se ubican en una zona de mayor tamaño celular ymayor expresión de CD11b. Este hecho, nos permite postular que la mayor apoptosisespontánea observada en los TB-PMN, podría deberse al estado de activación que in vivopresentan los PMN de pacientes con TB. ▪ La apoptosis inducida por Mtb en los TB-PMN está inicialmente retrasada. Este hechose correlacionó con la conservación del receptor CD16 y una mayor producción de IL-8. Aperíodos mas prolongados, Mtb aceleró significativamente la apoptosis en los pacientes. ▪ El componente del Mtb causante del efecto apoptótico, no seria manLAM ni estaríapresente en el el lisado total bacteriano de la cepa virulenta Rv utilizada en este trabajo, yaque no indujeron apoptosis comparable con la bacteria entera. El efecto pro-apoptótico del Mtb ocurre aún a relaciones no fagocíticas (Mtb:PMN, 1:3). Por lo tanto, el Mtb enterodispararía el proceso apoptótico sin necesidad de ser fagocitado. ▪ La apoptosis no está mediada por el TNFα endógeno y no involucra al receptor CD11b. ▪ La apoptosis inducida por Mtb en TB-PMN es dosis dependiente. A pesar de que lafagocitosis de la bacteria induce el proceso apoptótico en PMN, nosotros mostramos que laapoptosis es inducida también a bajas relaciones Mtb:PMN(1:3). Por Io tanto, La apoptosisinducida por Mtb ocurriría mediante la interacción de la bacteria con un receptor diferentedel CD11b sin mediar fagocitosis. ▪ Analizamos la activación de ciertas kinasas tales como mitogen-activated-protein-kinasa (MAPK)p38 que en los PMN estaría asociada tanto a la activación celular como al procesoapoptótico y extracelullar-signal-regulated kinase (ERK) ERK1/2 asociada a la sobrevida. Observamos que p38 MAPK participa en la apoptosis mediada por Mtb, pero no en laapoptosis espontánea. Por otro lado, la activación de ERK sería necesaria para prevenir elproceso apoptótico ya que al inhibirla se indujo un aumento en la apoptosis. Esto hecho,podría deberse a la anulación de alguna señal anti-apoptótica que actúa por esta vía, comopor ejemplo la IL-8. ▪ La expresión de Ia MAPK p38 fosforilada (activada) se encontró elevada en los TB-PMNcirculantes respecto de PMN de individuos sanos o de patologías inflamatorias norelacionadas. Además, Mtb es capaz de inducir la expresión de p-p38 MAPK. ▪ Finalmente, evaluamos los parámetros de activación y apoptosis de los PMN en líquidosplurales. Observamos que los PMN presentes en líquidos pleurales de pacientes contuberculosis, presentan un aumento en la expresión de los marcadores de activación, CD64, CD11b, TNF-R55 y una disminución del CD16, respecto de sangre periférica delmismo paciente. Basados en los experimentos in vitro, evaluamos si los PMN, una vezextravasados al sitio de infección, presentaban una grado de apoptosis mayor. Efectivamente, los PMN de los derrames pleurales tuberculosos tienen elevados niveles deapoptosis, no observándose el mismo efecto en derrames pleurales de patologías norelacionadas, a la vez que tienen una elevada expresión de la proteína p38 activada, por loque concluimos que el fenómeno es característico de la enfermedad tuberculosa. Se sabe que en el contexto de una reacción inflamatoria pulmonar, el reclutamientomasivo de los PMN al foco infeccioso genera un daño tisular importante. Para evitar tanto eldaño tisular como para resolver el proceso inflamatorio, es necesario remover oportunamente aestas células del pulmón. Por lo tanto, si la respuesta inflamatoria mediada por los PMN esregulada por la activación del proceso apoptótico se estaría controlando su potencialdestructivo en el sitio de infección. En este trabajo demostramos que los PMN están activados antes de arribar al focoinfeccioso y una vez allí, el encuentro con el Mtb dispararía una serie de señales que,moduladas a su vez por las CK presentes, activarían aún mas al PMN, como lo hemosobservado en los derrames pleurales de etiología tuberculosa. Sin embargo, en un primermomento la apoptosis de los PMN extravasados sería contrarrestada por ciertas citoquinascomo la IL-8, de manera tal, que en presencia del Mtb conservarían ciertos receptores, como el CD16, permitiendo al PMN extravasado mantener su capacidad efectora en el sitio inflamatorio. Posteriormente, la apoptosis inducida por el Mtb en los PMN se acelerarla rápidamente,promoviendo así la remoción de los PMN por los macrófagos alveolares y el control del procesoinflamatorio en el sitio de infección, lo que evitaría un mayor daño tisular.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3563_Aleman