Análisis de componentes del sistema inmune innato en la infección VIH/SIDA: Apoptosis y expresión de moléculas y receptores en Polimorfonucleares Neutrófilos

El Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH) afecta principalmente a la respuesta inmune específica causando una pérdida progresiva de los linfocitos T CD4+. Este virus también puede afectar a células del sistema inmune innato, como los Polimorfonucleares Neutrófilos (PMN). Los objetivos propuestos para esta etapa del proyecto son: a) investigar el efecto de la infección por VIH sobre la apoptosis de PMN, b) analizar la expresión de moléculas y receptores de reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos en estas células y c) evaluar el impacto de la terapia antirretroviral sobre la apoptosis y expresión de moléculas y receptores en PMN. Se incluirán individuos en distintos estadios de la infección con o sin tratamiento antirretroviral y se determinarán parámetros hematológicos, inmunológicos y virológicos a fin de correlacionar el nivel de apoptosis y expresión de moléculas y receptores con el nivel de linfocitos T CD4+ y carga viral. La importancia de los PMN en el control de la infección por el VIH es actualmente un área de mucho interés, ya pueden ejercer un efecto anti-VIH directo, y al mismo tiempo, ser blancos de la infección viral. Comprender los aspectos claves en la cascada de la apoptosis de estas células podría en un futuro aportar posibles blancos terapéuticos, que permitan restaurar la función de los PMN durante la infección VIH/SIDA.

Apoptosis y expresión de receptores de reconocimiento de patrones en Polimorfonucleares Neutrófilos de individuos con infección VIH/SIDA. Apoptosis and recognition patterns receptors expression in Polymorphonuclear Neutrophils of individuals with HIV/AIDS infection.

El Virus de la Inmunodeficiencia Humana tipo 1 (VIH-1) afecta principalmente a la respuesta inmune específica causando una pérdida progresiva de los linfocitos T CD4+. Sin embargo, este virus también afecta a células del sistema inmune innato, tales como los Polimorfonucleares Neutrófilos (PMN). Existen evidencias de alteraciones funcionales de los PMN durante la progresión de la infección por VIH y una de las explicaciones de estos defectos, la atribuye a una muerte celular programada o apoptosis constitutiva incrementada. El compromiso de la apoptosis de los PMN en la infección por VIH no está totalmente dilucidado, por ello, los objetivos de este proyecto son investigar el efecto de la infección por VIH sobre la apoptosis de PMN, analizar la expresión de moléculas y receptores de patrones de reconocimiento en estas células y evaluar el impacto de la terapia antirretroviral sobre la apoptosis y expresión de moléculas y receptores en PMN. Se incluirán individuos en distintos estadios clínicos e inmunológicos de la infección con o sin tratamiento antirretroviral y se determinarán parámetros hematológicos, inmunológicos y virológicos a fin de correlacionar el nivel de apoptosis y expresión de moléculas y receptores con el nivel de linfocitos T CD4+ y carga viral. La importancia de los PMN en el control de la infección por el VIH es actualmente un área de mucho interés, ya pueden ejercer un efecto anti-VIH directo, y al mismo tiempo, ser blancos de la infección viral. Los mecanismos que conducen a la muerte acelerada de los PMN no han sido totalmente dilucidados, por ello, su estudio permitirá entender las bases bioquímicas de los cambios morfológicos y determinar los mecanismos que definen su iniciación y regulación. En el presente proyecto, el estudio de la apoptosis de PMN de pacientes con infección VIH/SIDA posibilitará caracterizar la sobrevida de éstas células y su relación con el estado inmunológico, virológico y la terapia antirretroviral. Además, el estudio de los receptores reconocedores de patrones moleculares asociados a patógenos permitirá aclarar algunos aspectos de la activación de la respuesta inmune innata y su conexión con la inmunidad adaptativa. Comprender aspectos claves de la cascada de la apoptosis de PMN y de la expresión de receptores reconocedores de patrones moleculares en la infección VIH/SIDA podría en un futuro aportar posibles blancos terapéuticos para restaurar la función de estas células durante esta infección.

Análisis de componentes del sistema inmune innato en la infección vih/sida: apoptosis y expresión de moléculas y receptores en polimorfonucleares neutrófilos (Programa:enfermedades transmisibles y emergentes).

El Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH) afecta principalmente a la respuesta inmune específica causando una pérdida progresiva de los linfocitos T CD4+. Este virus también puede afectar a células del sistema inmune innato, como los Polimorfonucleares Neutrófilos (PMN). Los objetivos propuestos para esta etapa del proyecto son: a) investigar el efecto de la infección por VIH sobre la apoptosis de PMN, b) analizar la expresión de moléculas y receptores de reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos en estas células y c) evaluar el impacto de la terapia antirretroviral sobre la apoptosis y expresión de moléculas y receptores en PMN. Se incluirán individuos en distintos estadios de la infección con o sin tratamiento antirretroviral y se determinarán parámetros hematológicos, inmunológicos y virológicos a fin de correlacionar el nivel de apoptosis y expresión de moléculas y receptores con el nivel de linfocitos T CD4+ y carga viral. La importancia de los PMN en el control de la infección por el VIH es actualmente un área de mucho interés, ya que pueden ejercer un efecto anti-VIH directo, y al mismo tiempo, ser blancos de la infección viral. Comprender los aspectos claves en la cascada de la apoptosis de estas células podría en un futuro aportar posibles blancos terapéuticos, que permitan restaurar la función de los PMN durante la infección VIH/SIDA.

Regulación de la respuesta inmune

El proyecto se subdividirá en varios subproyectos tendientes a continuar con el análisis de los mecanismos que regulan la respuesta autoinmune y de los mecanismos efectores que conducen al daño tisular en los órganos blanco. Durante el primer año se caracterizarán células presentadoras de antígeno involucradas en la supresión o potenciación de la respuesta autoinmune y se estudiará la inducción de la respuesta autoinmune utilizando GA-liposomas como adyuvante. Se caracterizarán fenotípica y funcionalmente las células de exudado peritoneal (CP) involucradas en la captación y/o presentación del autoantígeno asociado a liposomas. Se estudiará además los efectos del estrés sobre la inmunidad innata, ya que ésta es la base de la defensa de los microorganismos multucelulares y es el resultado de la actividad de diversas células (macrófagos, neutrófilos, natural killer), proteínas séricas (sistema del complemento, proteínas de la fase aguda) y citoquinas. Por otra parte se identificarán el o los autoantígenos responsables de la autoinmunidad debido a que los anticuerpos autoinmunes no cumplen los requisitos para rastrear la librería de cDNA de próstata porque no reconocen proteínas desnaturalizadas; se prevé purificar por inmunoafinidad la proteína autoantigénica y obtener con ella un antisuero heterólogo que sirva para dichos fines. Por otra parte se trabajará con células mononucleares de bazo totales (CmbT) y con células peritoneales (CP) obtenidas de ratas Wistar normales. Se obtendrán a partir de ellas por adherencia a distintos soportes poblacionales enriquecidas en linfocitos T, linfocitos B y macrófagos. En estas poblaciones se evaluará la presencia de la lectina S-lac utilizando técnicas inmunoquímicas e inmunocitoquímicas así como los estímulos que regulan su modulación.

Análisis del comportamiento migratorio de autoantígenos

Durante el envejecimiento se producen profundos y complejos cambios en el sistema inmune que se traducen en una mayor susceptibilidad a sufrir enfermedades infecciosas, enfermedades degenerativas y cáncer. Los estudios realizados durante el envejecimiento plantean el desafío de encontrar los cambios que afectan al sistema inmune permitiendo modular su comportamiento durante este período de la vida y a la vez avanzar en los conocimientos básicos del funcionalismo del mismo. En estudios realizados en nuestro laboratorio observamos que la inducción de una enfermedad autoinmune como es la Prostatitis Autoinmune Experimental en animales envejecidos producía una mayor respuesta inmune celular y una menor respuesta humoral. Con el objetivo de analizar si en la inducción de una menor respuesta inmune humoral tenían importancia las células involucradas en el transporte del antígeno desde la periferia hacia el ganglio linfático, en donde se desencadena la respuesta humoral, estudiamos cuantitativamente y cualitativamente el fenotipo de células accesorias involucradas en el transporte del autoantígeno. Para ello los animales autoinmunes fueron injyectados con el autoantígeno marcado con isotiocianato de fluoresceína en la planta de la pata derecha y a distintos tiempos se obtuvieron los órganos linfáticos que se analizaron por medio de microscopía de fluorescencia y por citometría de flujo. Además analizamos en animales jóvenes y envejecidos el efecto que la inmunización con distintos adyuvantes producía en las poblaciones celulares de los órganos linfáticos y el tipo de células involucradas en el transporte del antígeno desde la periferia hacia los órganos linfáticos. Además estudiamos particularmente el rol que ejercen los neutrófilos como células involucradas en el transporte de antígenos, especialmente en animales inmunizados con adyuvante de Freund's Completo lo que nos permitió establecer un nexo en la función de los mismos como células involucradas no sólo en la respuesta inmune innata sino también en el desarrollo de la respuesta inmune adaptativa.

Análisis de componentes de la inmunidad innata en infecciones parasitarias. I. Apoptosis de polimorfonucleares (Programa: enfermedades transmisibles y emergentes).

La visión jerárquica de la respuesta inmune, en la cual las células no específicas de la respuesta innata son las primeras reclutadas al sitio del daño, antes que se desarrolle la respuesta inmune específica adaptativa, ha cambiado. Primero, la respuesta innata es mucho más específica que lo reconocido hasta ahora y segundo, las células del sistema innato de defensa constituyen un nexo con el sistema adaptativo, modulándola en el curso de una respuesta inmune. Este complejo patrón de interacciones se ha evidenciado recientemente con las funciones de los neutrófilos. La contribución de los neutrófilos a la respuesta inmunitaria antiparasitaria reside, fundamentalmente, en tres atributos. 1) su patrón de migración, 2) su capacidad fagocítica y 3) su arsenal de mecanismos microbicidas. El objetivo principal de este proyecto de investigación es investigar el efecto de antígenos parasitarios sobre la apoptosis, activación y producción de citocinas por neutrófilos y analizar las vías de activación de la muerte celular en neutrófilos cultivados con antígneos parasitarios. Para ello, en neutrófilos provenientes de individuos sanos se evaluará la apoptosis de estas células luego de su incubación con antígenos solubles y particulados de protozoos y helmintos. Además, se evaluará la expresión de distintos antígenos de superficie, se cuantificarán mediadores solubles pro-inflamatorios en los sobrenadantes de los cultivos y se evaluarán proteínas pro-apoptóticas y anti-apoptóticas en neutrófilos cultivados con antígenos parasitarios. En el contexto de la respuesta inmune innata frente a parásitos, sean protozoos o helmintos, intestinales o extraintestinales, es necesario evaluar el impacto de las infecciones parasitarias en la sobrevida de los neutrófilos y en la capacidad de estas células para liberar mediadores solubles lo que permitirá ampliar el conocimiento sobre su rol en procesos infecciosos.

INFLAMOMETRÍA BRONQUIAL EN EL ESTUDIO DE LA FISIO-PATOGENIA DE LA EPOC PARA OPTIMIZAR EL DIAGNÓSTICO Y EVITAR SU PROGRESIÓN.

La Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) ocupa la sexta posición entre las causas de muerte en todo el mundo, siendo además una importante causa de incapacidad, que se ve reflejada en pérdidas de la productividad y en altos costos económicos. Por lo tanto, son prioritarias las políticas sanitarias orientadas a frenar el crecimiento y el índice de morbi-mortalidad de la EPOC y de las enfermedades pulmonares en general. La epidemia actual de la EPOC es debida en parte al hábito de fumar; sin embargo, sólo el 20% de los fumadores la desarrollan, desconociéndose, entre otros procesos fisiopatogénicos, las bases celulares y moleculares que determinan que un fumador desarrolle la enfermedad. Este proyecto resulta de la interacción de profesionales del área clínica, neumonólogos del SANATORIO ALLENDE, y del área básica que se desempeñan como docentes investigadores en la FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS de la UNC. Nuestro OBJETIVO GENERAL es investigar aspectos aún no evaluados sobre la EPOC, en la búsqueda de nuevos parámetros adecuados para medir del grado de inflamación bronquial, que permitan mejorar su prevención, diagnóstico y tratamiento. Una herramienta fundamentalmente usada es la inflamometría del esputo inducido, resultando sencillo, no invasivo y de bajo costo, puesto a punto por primera vez en Argentina por integrantes de esta red. Los objetivos específicos están orientados a responder diferentes hipótesis planteadas a partir de la problemática diaria del consultorio y desde conocimientos recientes sobre las células inflamatorias. El primer aspecto de interés es dilucidar la incidencia de la NETosis, muerte alternativa de los neutrófilos, en el mantenimiento del proceso inflamatorio y de los síntomas propios de la EPOC. Este es un tipo de muerte en el cual se libera el DNA junto al contenido intragranular como mecanismo antimicrobiano y que, según datos preliminares de nuestro grupo, estaría descontrolado en pacientes con EPOC [18], exponiendo DNA y antígenos propios. De allí nuestros objetivos tendientes en primer lugar a identificar y corroborar NETosis en esputo inducido mediante microscopía confocal y electrónica, asociándola con la severidad en la sintomatología de la EPOC. En segundo lugar se determinará la relación de NETosis con posibles manifestaciones autoinmunes en la EPOC, para lo cual se determinarán anticuerpos séricos anti-DNA y anticuerpos anti-proteínas del neutrófilo por ELISA. Un tercer objetivo estará orientado más directamente a analizar la correlación entre NETosis y el grado de inflamación de la vía aérea, traducido en la relación entre macrófagos proinflamatorios (M1) y antiinflamatorios (M2) presentes en el esputo inducido, que será examinada mediante citometría de flujo. Una segunda incógnita a abordar proviene de un clásico interrogante en la clínica neumonológica acerca de una posible entidad común entre la EPOC y el asma. En este contexto, muchos de los pacientes con EPOC tendrían en realidad un fondo asmático, en el cual el hábito tabáquico desencadenaría el proceso inflamatorio. Esta hipótesis se refleja en nuestro último objetivo específico, investigando marcadores de asma en pacientes con EPOC, a fin de evidenciar un posible solapamiento entre ambas entidades y reorientar la terapia en estos pacientes. En el planteo y ejecución de estos objetivos, se incluirán comparativamente pacientes con EPOC, fumadores sanos, asmáticos de desarrollo adulto y voluntarios sanos. El desarrollo del presente proyecto impactará significativamente no sólo en la identificación de nuevos blancos terapéuticos que optimicen la resolución de las enfermedades pulmonares, sino también en la formación de recursos humanos, fortaleciendo vínculos entre los hospitales, los laboratorios de investigación y las casas de altos estudios de nuestra provincia.

Análisis de componentes de la inmunidad innata en infecciones virales: implicancias en la patogénesis.

El estudio de células del sistema inmune innato en infecciones virales se ha centrado principalmente en las células dendríticas y las células NK. Los objetivos de este proyecto de investigación son evaluar el nivel de apoptosis de neutrófilos y las vías de activación de muerte celular en la infección por Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH) y caracterizar la respuesta inmune inducida en monocitos/macrófagos infectados in vitro con el Encefalitis San Luis virus (ESLV). En individuos con infección por VIH se evaluará la apoptosis (anexina y citomorfología), la expresión de moléculas de adhesión y de receptor Toll-like (TLR) en neutrófilos. Además, se determinará la concentración sérica de citocinas pro-inflamatorias y anti-inflamatorias y de moléculas pro-apoptóticas y anti-apoptóticas. La infección por ESLV será realizada en una línea celular mieloide en la que se detectaran los antígenos virales a distintos días post-infección viral (inmunofluorescencia y citometría de flujo). Además, se determinará la expresión de antígenos de superficie y TLR. En sobrenadantes de cultivos de monocitos infectados con diferentes genotipos de ESLV a distintos días post-infección serán cuantificada la concentración de citocinas y determinada la apoptosis de monocito/macrófagos infectados (anexina y citomorfología). Este proyecto posibilitará una mayor comprensión de la regulación de la apoptosis en la infección por VIH, conocimiento que podrá ser de utilidad para avanzar en investigaciones futuras para el entendimiento de los mecanismos y la regulación de la apoptosis de componentes del sistema inmune innato. En la infección por ESLV el conocimiento de las características de la activación del macrófago cuando es infectado por este virus, los inmunomoduladores liberados y el impacto de la infección sobre la apoptosis de ésta célula podrían orientar hacia posibles blancos para el diseño futuro de estrategias terapéuticas o profilácticas contra esta infección.