Patones moleculares asociados a patógenos (PAMPs) como base para nuevas inmunoterapias contra Streptococcus pneumoniae

Abstract

Streptococcus pneumoniae (neumococo) continua siendo el principal agente etiológico de la neumonía adquirida en la comunidad en el mundo entero. Las defensas innatas son esenciales para la detección del neumococo y el control de la infección, en especial en etapas tempranas de la neumonía. Sin embargo, la bacteria ha desarrollado mecanismos de evasión que le permiten escapar de la inmunidad natural, resultando muchas veces en la progresión de la enfermedad. La creciente aparición de cepas resistentes a antibióticos, sumado al alto costo de los tratamientos y estrategias de profilaxis hace imperativo el desarrollo de nuevos tratamientos que puedan complementar los ya disponibles. Este trabajo se ha enfocado en el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento contra la neumonía neumocócica basadas en el uso de inmunoestimulantes del sistema innato, administrados por ruta mucosa. Partiendo de la hipótesis de que la activación de las defensas innatas es suficiente para impedir la progresión de la enfermedad, se evaluó la capacidad de diferentes agonistas de receptores innatos de conferir protección frente a la neumonía invasiva en ratones, empleando cepas clínicas de S. pneumoniae. Se demostró que la protección puede ser conferida tanto empleando agonistas de receptores activados normalmente por neumococo, como empleando agonistas de receptores que no son activados por neumococo durante una infección natural. Sin embargo, no todos los receptores activan respuestas protectoras y la estimulación por ciertas vías puede llegar incluso a tener consecuencias negativas. Flagelina de Salmonella enterica serovar Typhimurium, ligando de TLR5/NLRC4-NAIP5, fue uno de los agonistas estudiados. Flagelina confirió mayor protección que cualquiera de los otros agonistas probados, al ser administrado por ruta intranasal por lo que se realizó la caracterización de los mecanismos moleculares y celulares asociados a su capacidad de inducir protección contra la neumonía neumocócica. Los resultados sugieren que el efecto protector requiere del reclutamiento de neutrófilos hacia los espacios alveolares, lo que se logra a través de la secreción de citoquinas de la familia ELR-CXC por parte de las células epiteliales de la mucosa respiratoria y es independiente de células B, T y anticuerpos. La protección mostró ser dependiente de la presencia del motivo de unión a TLR5 en la molécula pero no de la región de interacción con NLRC4-NAIP5, sugiriendo que los efectos observados dependen del reconocimiento extracelular de flagelina a través de TLR5 pero no del inflamasoma. La terapia demostró ser eficaz contra dos serotipos diferentes de neumococo. En segunda instancia, se realizó la puesta a punto de un modelo de inmunoterapia sublingual y se evaluó la capacidad de flagelina de conferir protección frente al desafío intranasal con neumococo administrada por esta ruta, obteniéndose un buen grado de protección. Al igual que en el modelo de instilación intranasal, la protección inducida por administración sublingual de flagelina, requirió reclutamiento de neutrófilos y de la activación de la vía TLR5, pero no de la activación de inflamasoma vía NLRC4-NAIP5. 6 Como último tema se estudió la capacidad adyuvante de flagelina en vacunas de aplicación sublingual. Empleando ovoalbúmina como antígeno modelo se comprobó que la administración de flagelina en conjunto con el antígeno incrementa la respuesta de anticuerpos específicos en suero, observándose un perfil de subclases mixto con predominio del perfil Th2. Empleando un modelo de transferencia adoptiva de células T transgénicas para el receptor T y condicionada para reconocer el fragmento 323-339 de la ovoalbúmina en contexto MHC-II, se estudió la capacidad de flagelina de inducir su proliferación en respuesta a una única inmunización sublingual y se determinó la localización anatómica de la respuesta. Se estudió además la contribución de los receptores TLR5 y NLRC4-NAIP5 confirmándose que la señalización a través de uno solo es suficiente para el efecto adyuvante observado. Por último, se analizó la capacidad de flagelina de promover procesamiento antigénico y expresión de moléculas estimuladoras en células dendríticas derivadas de médula ósea. En suma, este trabajo destaca las ventajas de la potenciación de la inmunidad innata en mucosas mediante el empleo de Patrones Moleculares Asociados a Patógenos (PAMPs) para el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento y profilaxis de las infecciones respiratorias, y en particular las causadas por S. pneumoniae.