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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
DOCTORADO EN CIENCIAS BIOMÉDICAS (INMUNOLOGÍA)
Efecto del antígeno secretado/excretado de alto peso molecular por Taenia
crassiceps en el desarrollo de la encefalomielitis autoinmune experimental.
TESIS
Que para optar por el grado de DOCTOR en CIENCIAS BIOMÉDICAS presenta:
ALBERTO NAVARRETE PEÓN
Asesor: Dr. Luis I. Terrazas Valdés (Facultad de Estudios Superiores Iztacala).
Tutores: Dra. Edda L. Sciutto Conde (Instituto de Investigaciones Biomédicas),
Dr. Abraham Landa Piedra (Facultad de Medicina).
(Unidad Académica de Posgrado, Ciudad de México Junio 2017)
UNAM – Dirección General de Bibliotecas
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respectivo titular de los Derechos de Autor.
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2. Índice
Dedicatoria…………………………………………………………………………3
Agradecimientos…………………...…………………………...…………………4
Resumen……………………………………………………………………………5
Introducción………………………………………………………………………...7
Justificación……………………………………………………………………….26
Hipótesis…………………………………………………………….…………….26
Objetivo general……………………………………………………….…………26
Objetivos particulares……………………………………………………………26
Materiales y método………………………………………………...……………27
Resultados………………………………………………………………..………31
Discusión y conclusión…………………………………………………………..54
Anexos…………………………………………………………………………….59
Referencias……………………………………………………….………………64
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3. Dedicatoria
La gente suele felicitar a quien triunfa y sólo a quien triunfa, como si fuera un
asunto dependiente de esa única persona y de nadie más. En ello estriba uno de
nuestros más crasos errores, pues se nos olvida que el triunfante no llegó hasta
donde está solo. En realidad, la felicitación debe ser para todos los involucrados en
el triunfo, pues es una cadena de triunfos.
En este tenor, felicito a mi madre Lorena Peón Casanova. Te agradezco por
traerme al mundo y enseñarme buena parte de lo que he necesitado para vivir en
él. Te agradezco por poner en mi corazón el amor a la vida y a mis semejantes, y
por enseñarme cuál es la meta última de la vida: ser feliz. Sin esas enseñanzas, el
conocimiento que he adquirido en toda mi trayectoria académica no tendría rumbo
alguno.
Felicito al Dr. Luis I. Terrazas Valdés; en un país con tantas carencias, me
asombra el nivel científico del laboratorio y los proyectos que en él desarrollamos.
Pocas veces me he sentido tan cautivado por un conjunto de ideas, mil gracias por
compartirlas. Sé que es difícil sobrellevar con tanta elegancia a un alumno tan latoso
como yo, y más aún si contamos los años que llevo dando lata en el laboratorio. Mil
gracias por tu paciencia y buen humor.
A mí estimada Gizmo (también conocida como Dra. Yadira Ledesma Soto) le
agradezco infinitamente el haberme prestado tantas veces sus manos y cerebro en
la realización de este proyecto. No hubiera podido sin ti. Mil gracias por no sólo ser
mi compañera, sino también mi amiga. Espero que continuemos así muchos años
más.
A mí ánima, Penélope Vidal Romero, le agradezco profundamente por
encontrarme. En verdad has sido la inspiración que yo necesitaba para terminar
todo este proceso de forma óptima y oportuna. Más aún, agradezco que marcaras
el rumbo del resto de mi vida. Yo no hubiera sabido qué hacer ni a dónde ir, si no
fuera por ti. Si éste desenlace es feliz y yo tengo esperanzas, es por ti.
Gracias y felicidades a todos los miembros del Laboratorio de
Inmunoparasitología, me ayudaron muchísimo en todas las cuestiones técnicas y
prácticas referentes al desarrollo de mi proyecto. No hubiera podido sin el continuo
apoyo de todos ustedes.
Agradezco y felicito a los miembros de mi comité tutor: a la Dra. Edda Sciutto
Conde, por todos los amables y acertados comentarios que me permitieron hacer
un mejor trabajo y ser un mejor alumno. Fue un gusto colaborar con usted y su
equipo. Les tengo muchísimo afecto. Al Dr. Abraham Landa, por darse cuenta de
los errores que yo no notaba. Mil gracias por su paciencia.
Finalmente, debo reconocer la invaluable participación de los miembros de mi
jurado: Dra. Anahí Chavarría, Dr. José Carlos Crispín, Dra. Gladis Fragoso y Dr.
Luis B. Tovar y Romo. Con sus comentarios me ayudaron a escribir una tesis más
completa y rigurosa.
Este triunfo es tan mío como de todos ustedes, ¡felicidades!
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4. Agradecimientos
Alberto Navarrete Peón fue estudiante del Programa de Doctorado en Ciencias
Biomédicas (PDCB), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y recibió
una beca de manutención completa por parte del Consejo Nacional de Ciencia y
Tecnología (CONACYT) #289777. El presente trabajo fue patrocinado por los
proyectos #167799 y #271685 de CONACYT y el IN220316 de PAPIIT. La citometría
de flujo fue realizada en el Laboratorio Nacional en Salud, FES-I. Por lo anterior, se
extiende un profundo agradecimiento a dichas instituciones.
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5. Resumen
En los últimos 30 años se ha observado un aumento en la prevalencia de
enfermedades autoinmunes únicamente en los países desarrollados, mientras que
en los mismos ha disminuido el contagio por infecciones con hemintos parásitos.
Dicha correlación negativa señala el posible papel de las últimas en la regulación
de enfermedades autoinmunes con carácter inflamatorio, sugiriendo posibles vías
para el desarrollo de nuevos tratamientos para dicho grupo de enfermedades. Pese
a esto, pocos inmunomoduladores derivados de helmintos han demostrado tener un
papel supresor en el desarrollo de la encefalomielitis autoinmune experimental, la
cual es un modelo murino de la enfermedad humana esclerosis múltiple. El presente
estudio muestra el papel regulador de antígenos inmunomoduladores derivados de
Taenia crassiceps en el desarrollo de la patología asociada a dicho modelo. Para
esto, se inocularon los antígenos secretados/excretados de alto peso molecular
producidos por el parásito ya sea de manera temprana o tardía. La potencia del
tratamiento fue comparada con la de la dexametasona. El análisis de células y
citocinas mostró que el tratamiento con el TcES es capaz de inducir un ambiente de
tipo Th2, con pobre producción de citocinas pro-inflamatorias, donde la proliferación
de los linfocitos frente a estímulos policlonales o antígeno-específicos se vio
severamente afectada. El tratamiento pudo inhibir la infiltración inflamatoria del
sistema nervioso central, como se demuestra mediante histología y citometría de
flujo. En conjunto, dichos cambios fueron eficaces en la supresión de la patología.
Abstract: A negative correlation between the geographical distribution of
autoimmune diseases and helminth infections has been largely associated in the last
few years with a possible role for such type of parasites in the regulation of
inflammatory diseases, suggesting new pathways for drug development. However,
few helminth-derived immunomodulators have been tested in experimental
autoimmune encephalomyelitis, an animal model of the human disease multiple
sclerosis. Here we sought for immunomodulatory activities of Taenia crassiceps
excreted/secreted products (TcES) that may suppress EAE development. We found
that TcES was able to suppress with more potency than dexamethasone the main
signs of EAE; moreover, TcES treatment was still effective at disease dampeningeven when inoculated at later stages after the onset of EAE. Importantly, the TcES
treatment was able to induce a range of Th2-type cytokines, while suppressing Th1
and Th17 responses. Both the polyclonal and the antigen specific proliferative
responses of lymphocytes were also inhibited in EAE-ill mice receiving TcES, in
association with a strong recruitment of suppressor cell populations. Peritoneal
inoculation of TcES was able to direct the normal inflammatory cell traffic to the site
of injection thus avoiding CNS infiltration, which may work along with Th2 immune
polarization and lymphocyte-activation impairment to down-regulate EAE
development.
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Palabras clave: Encefalomielitis autoimmune experimental, esclerosis múltiple,
helmintos, antígenos secretados/excretados, infiltración del SNC, Taenia
crassiceps.
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6. Introducción
La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad autoimmune mediada por células
T antígeno-específicas que reaccionan frente a autoantígenos presentes en la vaina
de mielina de las neuronas; siendo el principal mecanismo fisiopatológico asociado
a ella la desmielinización. En ausencia de mielina, la transmisión del impulso
saltatorio se pierde por lo que la velocidad sináptica se reduce, dificultando la
conexión neuronal (1). Esto resulta en perturbaciones neurológicas diversas que
incluyen una parálisis flácida progresiva, visión borrosa, disfunción auditiva, pérdida
de la coordinación, incontinencia urinaria, dolor, temblores y espasmos musculares,
afectando en conjunto a los individuos a un plano psicológico, social y económico
(2).
Aunque no se considera que la enfermedad acorte la expectativa de vida, los
pacientes requieren costosa ayuda profesional y un amplio rango de drogas para
paliar la enfermedad y sus manifestaciones. De igual manera, la EM inflige pérdidas
económicas importantes pues suele empezar en la etapa productiva (20 a 40 años
de edad), causando el retiro temprano de los trabajadores (3). En conjunto, estos
factores causan una carga económica de 28,000,000,000 dólares al año sólo en
Estados Unidos de América, pues el costo de la enfermedad por paciente ronda los
18,000 a 39,000 USD al año (4). Se estima que la prevalencia mundial de la EM
oscila entre 2.3 y 2.5 millones, siendo el sexo femenino el más afectado, ya que dos
terceras partes de los pacientes con EM son mujeres (5). En México, sólo hay 1.6
pacientes de EM por cada 100,000 personas (6), pese a que el número de pacientes
con esta patología ha aumentado en los últimos 40 años (7).
Numerosos estudios evidencian la naturaleza compleja de la EM, ya que hay un
fuerte componente genético para heredar los factores de riesgos, aunque también
hay diversos factores ambientales que inducen o regulan su aparición. En principio,
hay una baja tasa de concordancia entre gemelos homocigotos, lo cual sugiere que
no sólo la susceptibilidad genética es necesaria para padecer la enfermedad, si no
que el ambiente es igual de importante (8). Pese a esto, los factores ambientales
tampoco son los únicos disparadores de la EM pues los hijos adoptados en familias
que padecen de ésta no suelen presentar síntomas (9).
Entre los factores genéticos que se ha sugerido inducen la susceptibilidad a la
EM se encuentran polimorfismos en el antígeno leucocitario humano-DR (HLA-DR)
y HLA-DQ (10, 11), así como en el receptor-α de interleucina-2 (IL-2Rα) y el IL-7Rα
(12); todos asociados a la activación y proliferación de linfocitos. De igual modo, la
deficiencia de muerte celular programada-ligando 1 (PD-L1) (13) e IL-10 (14) se han
relacionado al desarrollo de la enfermedad; siendo que estos genes suprimen la
proliferación y activación de células T.
Adicionalmente, infecciones virales con neurotropismo como aquellas inducidas
por el herpesvirus humano, varicela o Epstein-Barr se correlacionan al desarrollo de
EM (15, 16), en conjunto con infecciones bacterianas diversas tales como
Mycobacterium tuberculosis y Borrelia burgdorferi (2, 17). En cambio, diversas
8
infecciones por helmintos parásitos se relacionan a la supresión de la enfermedad
aún en pacientes con una posible susceptibilidad genética (18), sugiriendo una
fuerte participación de estos factores ambientales en el desarrollo de EM.
El curso clínico de la EM es muy heterogéneo entre pacientes, probablemente
reflejando la vastedad de factores genéticos y ambientales que influyen en su
aparición. Así, se han descrito principalmente dos formas de la enfermedad, la
recurrente-remitente (EM-RR), que afecta del 85 al 90% de los pacientes, y la forma
primaria-progresiva (EM-PP), que ocurre en 10 a 15% de los casos. Incluso, 50%
de los pacientes con EM-RR desarrollan una forma secundaria-progresiva (EM-SP)
al cabo de ± 10 años de padecer la forma RR, ésta es similar a la forma PP en su
transcurso clínico y fisiopatología (19). La principal diferencia entre las formas
progresivas y la forma RR es que en esta última la intensidad de los signos y
síntomas oscila en el tiempo, mientras que en las primeras aumenta de forma
estable y concomitante (Fig. 1) (20). Notablemente, los pacientes con EM-SP
progresan de forma similar a aquellos que sufren EM-PP una vez que ocurre el
cambio hacia la forma progresiva, aunque su cuidado suele ser más complejo
debido a que el aumento en edad suele conllevar más comorbilidades. Inclusive,
cuando ocurre el cambio hacia la forma SP la patología ya tiene un mayor grado de
avance (21).
9
Fig. 1. Diversidad clínica de la EM. (a) La EM tiene principalmente tres formas de
presentación, 85 a 90% de los pacientes presentan la forma recurrente-remitente (EM-RR),
donde la intensidad de la escala de estatus de discapacidad expandida (EEDE) fluctúa a lo
largo del tiempo. Después de ± 10 años el 50% de éstos pacientes evolucionan hacia una
forma secundaria-progresiva (EM-SP), donde la intensidad de la patología crece de manera
estable y concomitante. 10-15% de los pacientes comienzan con una forma primaria-
progresiva (EM-PP), donde la evolución de la enfermedad no presenta mayores
fluctuaciones mientras progresa continuamente. (b) La EEDE es una rúbrica que para
evaluar el progreso de la EM considera la progresión de la pérdida de movilidad junto con
las disfunciones sensoriales y de coordinación. Evalúa 10 puntos, que van desde la
discapacidad nula acompañada de signos y síntomas suaves hasta la discapacidad
completa y la muerte.
6.1 Encefalomielitis autoinmune experimental: un modelo animal para el estudio
de la EM.
El estudio de la EM requiere la obtención de muestras de sangre, bazo y tejido
nervioso, en donde se analiza el papel de numerosos genes y moléculas.
Igualmente, es necesario observar el desarrollo de la enfermedad desde la etapa
preclínica y en condiciones controladas, así como poder manipular el genoma de
los individuos afectados. Por esto, el desarrollo de modelos animales ha sido de
prima importancia para el entendimiento de los factores fisiopatológicos de la EM,
así como para el desarrollo de tratamientos útiles en su control.
Entre los modelos que se han usado para estudiar ésta enfermedad se
encuentran los de desmielinización inducida por toxinas como la cuprizona y la
isolecitina, ya que éstas generan una patología similar a la EM debido a la inducción
de daño químico a la mielina. Sin embargo, estas toxinas inducen daño de manera
independiente al sistema inmune, por lo que no mimetizan con precisión la
enfermedad humana (22). Adicionalmente, el virus de encefalomielitis murina de
Theiler se ha ocupado para estudiar fenómenos de desmielinización en presencia
de una respuesta inflamatoria, sin embargo, éste modelo descarta aspectos
fundamentales de la EM tales como la especificidad de la respuesta inmune
adaptativa y los mecanismos moleculares de neurodegeneración inducidos por el
sistema inmune innato (23).La encefalomielitis autoinmune experimental (EAE), en cambio, se considera el
mejor modelo animal para el estudio de la EM debido a que comparte muchos
aspectos fisiopatológicos y clínicos con la enfermedad. En principio, la participación
del sistema inmune en la desmielinización es innegable en este modelo, ya que se
ha observado una gran activación de células innatas y linfoides en dicho fenómeno
(24). Consistentemente, la especificidad de la respuesta inmune adaptativa, en
muchos casos, es igual a aquella que se presenta en la EM (los antígenos que
detonan la respuesta autoinmune son los mismos) (25). De igual modo, hay modelos
que semejan el transcurso clínico de las formas RR y progresivas de la enfermedad.
10
Pese a esto, no hay ningún modelo que sirva para estudiar el cambio de una EM-
RR temprana hacia una EM-SP tardía, y la especificidad de la respuesta
autoinmune, así como la localización de los infiltrados inflamatorios dentro del
sistema nervioso central (SNC) están supeditados al antígeno que se utilice para
inducir el modelo.
La EAE puede ser inducida activamente mediante la vacunación de cepas de
ratones susceptibles con una emulsión de epítopes dominantes de la mielina en
adyuvante de Freund completo (AFC) (26). Debido a la disponibilidad de numerosos
autoantígenos (27, 28) y cepas de ratones silvestres (WT) o modificados
genéticamente (29) útiles para este proceso, la diversidad clínica de la enfermedad
puede ser emulada, permitiendo el estudio de los distintos tipos de EM.
En este proceso, la fagocitosis del antígeno emulsificado en AFC provocará la
activación de las células presentadoras de antígeno (APCs) y su diferenciación
hacia perfiles pro-inflamatorios. Posteriormente, éstas presentarán el antígeno a
linfocitos T, activando su respuesta proliferativa e induciendo su diferenciación a
perfiles Th1/17, los cuales son necesarios para provocar inflamación a nivel
neurológico. Adicionalmente, los ratones deben ser inyectados intraperitonealmente
(IP) con toxina Pertussis, la cual inhibe la expresión de moléculas de unión estrecha
presentes en la barrera hematoencefálica, incrementando así su permeabilidad y
favoreciendo la migración de leucocitos al SNC (30). La toxina reduce el número de
células T reguladoras (Tregs) CD4+CD25+FoxP3+, así como su actividad supresora,
ayudando a la inducción de la respuesta inflamatoria necesaria (31). Por otra parte,
la EAE puede ser inducida pasivamente mediante la transferencia adoptiva de
células CD4+ y/o CD8+ previamente generadas por inducción activa en otro ratón,
facilitando el estudio de la participación de los diversos linajes linfocitarios, aunque
tiene como desventaja la carencia de fenómenos de presentación antigénica (32),
por lo que la inducción activa de EAE sigue siendo el mejor modelo para estudiar
fenómenos de presentación antigénica y participación de las células presentadoras
de antígeno (CPA) en el fenómeno inflamatorio.
Aunque no hay un modelo que mimetice el cambio de una patología EM-RR
temprana a una EM-SP tardía, ni la duración de los relapsos y remisiones sea
equivalente a aquella que ocurre en humanos, hay numerosos modelos que imitan
la EM-RR (conocidos como modelos de EAE típica) o a la EM-progresiva (conocidos
como EAE atípica), por lo cual los distintos cuadros clínicos pueden ser estudiados
con un aceptable grado de analogía (28). La EAE, por tanto, ha sido de importancia
en la generación del conocimiento que ha sido de utilidad en la comprensión de la
enfermedad y el desarrollo de medicamentos para tratarla.
6.2 Participación de linfocitos y perfiles T-cooperadores en el desarrollo de EM
Desde los inicios del estudio de la EM se describió el papel fundamental que
tienen los linfocitos T en el desarrollo de la enfermedad, ya que dichas células se
encontraron fuertemente asociadas a las placas de desmielinización en el SNC de
11
los pacientes (20, 33). Consistentemente, durante el desarrollo de modelos
animales capaces de emular la patología humana, se descubrió que la enfermedad
puede ser inducida en ratones receptores de células T reactivas a antígenos
presentes en la mielina, ya sea que éstas células fueran CD4+ (32) o CD8+ (34). De
igual manera, cuando las células CD4+ o CD8+ son genética u ontogenéticamente
depletadas, se trunca la capacidad de los ratones para enfermarse (35). Más aún,
ratones transgénicos que expresan receptores humanos a la proteína básica de la
mielina (PBM) desarrollan EAE de forma espontánea (36). De manera específica,
las células CD8+ se han correlacionado con la inducción de EAE atípica (37),
mientras que la transferencia de células CD4+ genera una EAE típica (38) (Fig. 2).
Estos datos, en conjunto sugieren que la reactividad de estas células frente a
antígenos presentes en la mielina es el principal requisito para el desarrollo de la
enfermedad, y que en su diversidad dictan el tipo de patología a desarrollar.
Mucho se ha discutido la importancia de la diferenciación de las células CD4+
hacia los perfiles Th1 o Th17 para la inducción y progresión de la patología. Sin
embargo, ratones deficientes de T-bet (el factor de transcripción asociado al
compromiso hacia el linaje Th1 en linfocitos) (39, 40), o RORɣT (el factor de
transcripción asociado al compromiso hacia el linaje Th17), comparten el mismo
grado de incidencia y severidad a EAE que su contraparte WT (41). De igual
manera, la eliminación de IFN-ɣ (42) o IL-17A/F (43), que son citocinas típicas de
las respuestas Th1 o Th17, respectivamente, tampoco demostró disminuir la
incidencia o severidad de la enfermedad. Por el contrario, al eliminar las citocinas
asociadas a respuestas tipo Th1 y Th17 IL-6 (44), IL-23 (45) y GM-CSF (46) la
enfermedad no puede ser inducida. Sugiriendo, en conjunto, que la diferenciación
hacia uno u otro perfil T-cooperador no es crítica para el desarrollo de EAE, aunque
sí es necesaria la actividad inflamatoria de los linfocitos y células innatas.
Adicionalmente, los perfiles T-cooperadores pueden tener funciones
concomitantes en el desarrollo de la patología, e incluso pueden ser prioritarios para
determinar los aspectos más particulares de la misma. Se ha descrito que células
CD4+ estimuladas in vitro para diferenciarse a un perfil Th17 tienden a infiltrar
mayormente el cerebelo y los lóbulos temporales y parietales del encéfalo,
produciendo EAE atípica. Las mismas células, al recibir estímulos que las
diferencian a perfiles Th1, en cambio, infiltran principalmente a la médula espinal,
produciendo una EAE típica (47, 48). Más aún, la inducción de EAE con el antígeno
proteína proteolipídica (PLP), produce infiltrado cerebral en conjunto con EAE
atípica (49) (Fig. 2), sugiriendo así que el tipo de linfocitos, así como su
diferenciación, son factores determinantes del tipo de patología neurodegenerativa.
Inicialmente se pensaba que las células Tregs podían suprimir la activación de
linfocitos Th1 y Th17 encefalitogénicos, disminuyendo así la inducción de
neuroinflamación autoinmune. Esta línea de pensamiento surgió de las
observaciones de que estas células se encuentran aumentadas en pacientes con
EM (50), y que sus citocinas clave son determinantes en la protección contra EAE.
Pese a esto, un número creciente de reportes describe que las células T efectoras
en pacientes con EM son resistentes a la supresión mediante Tregs (51-54),
sugiriendo que éstas no son críticas en la regulación de la autoinmunidad.
12
Adicionalmente, un meta-análisis realizado por Zozluya y Wiendl (54) señala que
múltiples grupos de investigación han detectado números menores o iguales de
Tregs en la sangre o líquido cefalorraquídeo (LCR) de pacientes con EM que en
pacientes sin dicha patología. Otra posibilidad es que el número de Tregs sea
insuficiente para contrarrestar el de células T efectoras. Incluso, se ha propuesto
que aunque haya una expansión de Tregs, la proliferación está dominada porlas
Tregs de memoria, en vez de que se generen nuevas Tregs naturales, que son más
potentes (55).
Las citocinas IL-10 (14), TGF-β (56) e IL-4 (57, 58) son importantes en la
supresión de la inflamación autoinmune en EAE y EM, y pueden ser secretadas por
linfocitos Th2 o células de linaje mieloide. Por esto se piensa que mientras un
balance en la diferenciación de linfocitos hacia los perfiles Th1/Th17 es importante
para inducir EAE y EM, una mayor inducción de linfocitos y citocinas de tipo Th2
puede resultar útil en la terapia anti-EM.
Fig. 2. Diversidad patológica de la EM. Las células Th17 tienden a dirigir el infiltrado
inflamatorio hacia el cerebro, reclutando ahí a neutrófilos y produciendo Esclerosis Múltiple
Progresiva (EM-P). En cambio, los linfocitos Th1 generan inflamación en la médula espinal,
donde los monocitos/macrófagos generan daño neurológico a través de la secreción de
óxido nítrico (NO). Las células T CD8+ pueden infiltrarse al cerebro o médula espinal
indistintamente, generando daño neurológico a través de la eliminación de oligodendrocitos.
6.3 Mecanismos efectores de neurodegeneración: la importancia de la
inmunidad innata.
13
Las enfermedades autoinmunes tejido-específicas, como la EM, tienen como
característica en común la invasión del parénquima cerebral por leucocitos. De
manera interesante, la importancia de la fracción innata de dichos infiltrados ha sido
subestimada durante años, pero avances recientes muestran que la mayor parte de
los mecanismos efectores y buena parte de los inductores/reguladores de este
grupo de enfermedades provienen de dichas células (59).
En principio, las células dendríticas (CDs) (60) y los macrófagos (61) son
capaces de activar a los linfocitos en la periferia y de inducir su entrada al SNC. Y
más aún, el papel de las células T CD4+ en el tejido nervioso pareciera el de reclutar
y activar a más células innatas (62). Consistentemente, células CD4+ estimuladas
con IL-12p70 son capaces de reclutar macrófagos productores de NO al SNC,
mientras que células similares estimuladas con IL-23 son capaces de reclutar
neutrófilos y activar su estallido respiratorio. Esto en correlación con la secreción de
quimiocinas monocito-atrayentes como CXCL9, CXCL10 y CXCL11 por parte de las
células Th1 o con la secreción de quimiocinas neutrófilo-atrayentes CXCL1 y CXCL2
por parte de las células Th17 (63), sugiriendo que las células innatas también son
importantes en la determinación del tipo patológico (Fig. 2).
Adicionalmente, las células mieloides están implicadas en la inducción de daño
neurológico durante la enfermedad. En principio, las células T pueden ser
detectadas de manera consistente en el LCR de pacientes con EM,
independientemente a la fase en la que éstos se encuentren. Sin embargo, los picos
de detección de neutrófilos coinciden con los relapsos únicamente (64), sugiriendo
que éstas células son capaces de inducir neurodegeneración (62) mientras los
linfocitos están ahí para reclutarlos y coadyuvar en su funcionamiento patogénico.
Igualmente, la transferencia de linfocitos mielina-específicos en ratones que han
sufrido de depleción de macrófagos no es capaz de inducir daño neurológico ni
signos de neurodegeneración. Esto en correlación con el bloqueo del reclutamiento
de células F4/80+Mac1+ en el SNC, pese a la presencia de células CD4+ T y
linfocitos B CD220+ en el mismo (65). De igual modo, ratones deficientes en CCR2,
el receptor de la proteína quimioatrayente de macrófagos-1 (MCP-1), son
resistentes a la inducción de EAE y al daño histopatológico del SNC asociado a
ésta. El efecto es independiente de una respuesta adaptativa intacta y rica en IFN-
ɣ e IL-2, ya que linfocitos mielina-específicos transferidos en ratones WT son
perfectamente capaces de inducir la enfermedad, mientras que los receptores
CCR2-/- de células T WT fallan al inducirla. En conjunto, estos datos sugieren que
la neuropatología asociada a EM/EAE es imposible de inducir sin el infiltrado del
parénquima nervioso por parte de monocitos/macrófagos y neutrófilos, aunque los
linfocitos estén presentes (Fig. 2).
De manera importante, cuando la producción de NO o el anión súper óxido por
parte de monocitos y neutrófilos es interrumpida mediante el uso de fármacos, el
desarrollo de la EAE se ve completamente abatido, pudiendo también observase
un decremento considerable en el daño histopatológico y la inflamación local (66-
68), por lo que cada vez es más aceptada la idea de que el mecanismo efector de
14
inducción de daño que poseen los monocitos/macrófagos y neutrófilos es a través
de la secreción local de NO (Fig. 2).
6.4 Mecanismos de daño locales en SNC
En adición a la potente y compleja respuesta inmune que ocurre en la
periferia y que termina induciendo daños en el SNC una vez que los leucocitos se
infiltran en éste, también hay cambios neuroinmunológicos que no se reflejan en la
respuesta periférica. Éstos afectan a las neuronas y sus capacidades sinápticas, en
adición a las glías, que son básicas para el correcto funcionamiento nervioso.
Particularmente, el número de mitocondrias aumenta en las neuronas que sufren
procesos de desmielinización (69), con lo cual aumenta la secreción local de ROS,
acelerando así el proceso general de neurodegeneración (70). Más aún, citocinas
como la IL-1β inducen fallas en la sinapsis neuronal al reducir la expresión del
transportador glial de glutamato-aspartato, por lo cual se afecta una de las
principales vías neuro-exitatorias, y por lo tanto la función nerviosa en general.
Además, la elevada concentración de glutamato en el medio extracelular del
cerebelo induce una gran neurotoxicidad (71), lo cual contribuye al proceso general
de neurodegeneración.
En una enfermedad autoinmune desmielinizante como lo es la EM, el
potencial de regeneración de la mielina es de prima importancia para restaurar la
sinapsis nerviosa. Dicha tarea, normalmente está a cargo de los oligodendrocitos,
quienes sintetizan la mielina (y las proteínas que ésta contiene) para formar una
vaina alrededor de los axones (72, 73). No obstante, se ha observado que en etapas
crónicas de la enfermedad, los precursores de oligodendrocitos pierden la
capacidad de diferenciarse en oligodendrocitos maduros, por lo cual se pierde éste
potencial de neuroregeneración (74). Pese a esto, recientemente se describió que
en la etapa de remisión de la enfermedad, algunos astrocitos tienden a diferenciarse
en oligodendrocitos, amortiguando parcialmente la falta de éstos y promoviendo la
regeneración de las funciones fisiológicas que es evidente en dicha etapa (75). Más
aún, se sabe que la cercanía de astrocitos con oligodendrocitos promueve en éstos
últimos la producción de mielina (76), en un efecto inducido por la secreción de
múltiples factores de activación por parte de los astrocitos (77).
Contradictoriamente, se ha descrito un papel patológico para los astrocitos
durante el desarrollo de la neuroinflamación, ya que dichas células, al ser agredidas
por los altos niveles de NO, responden secretando más NO (78). Además, los
astrocitos son una importante fuente de CCL2, una quimiocina que potentemente
recluta monocitos inflamatorios (79) y también producen IL-12 e IL-15 (80),
responsables de la diferenciación de linfocitos hacia el perfil Th1, así como de la
actividad citotóxica de los linfocitos CD8+, que tienen su parte en la destrucción de
los oligodendrocitos. Por esto, se piensa que el papel de los astrocitos en la
neuroinflamación es una espada de doble filo, como se revisó en (77).
La microglía, por su parte, es otra población celular con papeles
contradictorios dentro de la EAE/EM, ya que es capaz de presentar auto-antígenos
de forma local a los linfocitos, además de producir altos niveles de NO (81) y
mediadores inflamatorios diversos (82), con los cuales daña la mielina y a los
15
oligodendrocitos. Incluso, tienden a acumularseen las placas de desmielinización,
presumiblemente para inducirla (77). Sin embargo, en los últimos años se ha
descrito que también pueden disminuir la activación de linfocitos (83) y activar a los
oligodendrocitos (84), induciendo neuroprotección y neuroregeneración.
Un aspecto importante de la participación de la microglía en la EAE se da por
la limpieza de los detritos de mielina por parte de estas células. Al iniciar una fase
patológica, la microglía suele responder a los estímulos proinflamatorios del
entorno, activándose clásicamente, al igual que un macrófago; así, la microglía
contribuye a la degradación de la vaina de mielina a través de la producción de NO
y de la potenciación de la respuesta inmune. No obstante, cuando muchos detritos
de mielina se acumulan en el espacio extracelular, la microglía tiende a fagocitarlos.
Una vez dentro de las células, los residuos de fosfatidilserina presentes en éstos,
activan la vía PPAR-ɣ, induciendo un perfil alternativo en la microglía, lo cual la
vuelve capaz de disminuir la inflamación patológica, con lo cual participan en la
inducción de las remisiones (85) y pueden activar la remielinización dependiente de
oligodendrocitos (86).
Muchas citocinas han demostrado tener papeles patogénicos en el desarrollo
de la inflamación local durante la EAE/EM, aunque se han detectado papeles
benéficos para algunas otras. La mayor parte de éstas provienen de células
inflamatorias infiltradas en el parénquima nervioso, pero otras son producidas por
las neuronas y la glía. En primer lugar, las neuronas, microglía y astrocitos son
capaces de producir TNF-α cuando se encuentran bajo estrés inflamatorio, y dicha
citocina ha demostrado tener papeles diversos en la respuesta inmune local
característica de la patología. En primer lugar, se ha detectado que puede inducir la
apoptosis de oligodendrocitos (87), además de reclutar y activar a los
monocitos/macrófagos durante la patología y disminuir la activación de linfocitos
Treg (88). En contraste, experimentos utilizando ratones deficientes en TNF-R2 han
demostrado que el TNF-α tiene un efecto inhibidor en la microglía, llevándolas a
producir menores cantidades de NO, con lo cual se reduce el daño a la vaina de
mielina neuronal (89). Así mismo, estos tres linajes celulares, además de los
oligodendrocitos son capaces de producir IL-6 en respuesta al daño por
exitotoxicidad (90), con lo que pueden inducir la diferenciación de respuestas Th17.
Más aún, los astrocitos, oligodendrocitos y la microglía pueden producir GM-
CSF y MCP1, con lo cual aumentan el reclutamiento y la activación de
monocitos/macrófagos hacia el SNC (91), pero también producen (ecepto los
oligodendrocitos) las citocinas IL-10 y TGF-β, con las cuales pueden disminuir la
activación de linfocitos y macrófagos, controlando la neuropatología (92).
En conjunto, ésta información nos señala que el sistema nervioso interacciona de
manera diversa y compleja con el sistema inmune, no sólo para reducir el daño
durante la EAE/EM, sino también para aumentarlo, en algunas ocasiones. Aunque
algunas poblaciones neurogliales como la microglía y la astroglía tienen papeles
aparentemente contradictorios, esto probablemente se deba al carácter bifásico de
la enfermedad; de modo que en un estudio más profundo de los fenómenos
asociados a éstas, tal vez sea posible discernir que durante los relapsos las glías
contribuyen a la inducción de daño, mientras que durante las remisiones éstas
contribuyan a la neuroregeneración. De cualquier forma, estudios más profundos
son necesarios para clarificar dichas cuestiones.
16
6.5 Hipótesis de la higiene: el enemigo de mi enemigo es mi amigo.
Como se mencionó anteriormente, numerosas infecciones bacterianas y virales
se asocian a la inducción de la EM, aun cuando varios factores genéticos deben
estar a su vez involucrados para volver susceptibles a los individuos. Esto sugiere
que si bien es importante contar con una susceptibilidad a nivel genético, los
factores ambientales suelen ser críticos en la regulación de la enfermedad (2). De
manera interesante, los factores ambientales infecciosos no sólo se han asociado a
la aparición de la patología, sino también a su supresión; una de las líneas de
pensamiento más útiles para describir dicho fenómeno es la hipótesis de la higiene.
En la última mitad del siglo XX, un aumento en la prevalencia del asma y las
alergias se ha observado en países altamente industrializados, mientras que un
decremento en las infecciones virales y bacterianas (principalmente debido a un
aumento en las condiciones higiénicas) también ha ocurrido. La correlación negativa
en la distribución geográfica de éstas dos patologías sirvió a Strachan para proponer
la hipótesis de la higiene en 1989 (93). Tal hipótesis sugiere que en ausencia de
infecciones intensas que modulen la inmunidad hacia ambientes tipo Th1, la
inmunidad Th2 puede exacerbarse deviniendo en enfermedades mediadas por este
tipo de inflamación, tales como las alergias y el asma.
Pocos años después, una serie de observaciones inversas llevó a
Yazdanbakhsh a proponer una hipótesis de la higiene alternativa. Aparentemente,
el incremento en la higiene en países altamente industrializados también ha
conducido a una pérdida en la biodiversidad de helmintos parásitos y en la
incidencia de infecciones debidas éstos, por lo que en dichos países la prevalencia
de enfermedades inflamatorias mediadas por respuestas de tipo Th1 y/o Th17 ha
aumentado, en relación a la falta de estímulos que polaricen la inmunidad hacia
perfiles Th2 (94). Así, se considera que la EM probablemente sea regulada por la
presencia de helmintos infecciosos en nuestro ambiente (95, 96), ya que la alta
prevalencia de esta enfermedad se ha asociado al bajo número de infecciones por
helmintos globalmente (Fig. 3) (97-99).
Adicionalmente, la observación de que los países cercanos al ecuador son los
que tienen menor prevalencia de esta enfermedad, ha servido para proponer la
hipótesis de que la luz ultravioleta puede inducir tolerancia frente a antígenos al
incidir sobre la piel, y por lo mismo reducir la incidencia de EM en dichos países
(100).
17
Fig. 3. Hipótesis de la higiene y EM. En los últimos 30 años se ha observado un incremento
en la prevalencia de la EM en países donde la higiene ha disminuido el contagio de
infecciones por helmintos. Esta correlación negativa ha servido para proponer la hipótesis
de la higiene, la cual dicta que la ausencia de infecciones intensas que modulen la
inmunidad hacia ambientes Th2, probablemente favorece la aparición de enfermedades
mediadas por respuestas de tipo Th1/Th17. En las áreas coloreadas se muestran los países
con alta prevalencia de EM, mientras que las áreas con líneas muestran los países donde
las infecciones con helmintos son muy comunes.
Como sucede con los sistemas holísticos y complejos, la hipótesis de la higiene
es difícil de probar. No obstante, numerosos experimentos realizados con modelos
animales y pacientes han servido para reunir datos que apoyan las observaciones
epidemiológicas. Así, los helmintos son reconocidos actualmente como potentes
reguladores de la EM, entre otras enfermedades autoinmunes (101, 102).
De entre todos los factores ambientales que pudiesen influir en la inducción y/o
supresión de la EM, se cree que las infecciones son las que poseen una mayor
influencia pues inciden sobre la activación del sistema inmune directamente.
Además, al ser los parásitos componentes constantes en el ambiente de nuestros
ancestros evolutivos, es probable que nuestro sistema inmune evolucionara en
torno a ellos. Específicamente, los protostomados se originaron hace
aproximadamente 550 millones de años, mientras que los humanos vieron su origen
hace cerca de 150,000 años atrás (103). Así, los helmintos y humanos han formado
parte de los mismos ecosistemas durante un tiempo muy largo, lo que aumenta la
probabilidadde que sus historias naturales se hayan entrelazado profundamente a
18
modo de permitir un alto grado de coevolución. Más aún, previo al origen del Homo
sapiens, los parásitos ya habían coevolucionado con nuestros ancestros homínidos
y primates, permitiendo la herencia de parasitosis ya adaptadas (104). Así, la
genética humana se ha moldeado en torno a los helmintos parásitos, generando
adaptaciones morfofisiológicas profundas para funcionar correctamente en un
ambiente rico en vermes.
En la misma línea de pensamiento, la hipótesis del viejo amigo sugiere que los
organismos saprófitos de nuestro ambiente necesitaban ser tolerados por el sistema
inmune pues son componentes inocuos de la comida y el agua, y atacarlos podría
generar daño inmunológico innecesario, así que la coadaptación ocurrió,
permitiendo su tolerancia por parte de nuestro sistema inmune (105). Del mismo
modo, aunque los helmintos parásitos raramente son inocuos, atacarlos una vez
que están establecidos en su hospedero representa una probabilidad de inducir
daño a los tejidos propios. Un ejemplo claro de esto es que una respuesta inmune
exacerbada ante los huevecillos de Schistosoma spp conduce a un daño intestinal
y hepático letal, volviendo la tolerancia hacia la infección una mejor estrategia para
sobrevivir (106).
Por esto, los helmintos parásitos son conocidos por generar infecciones
duraderas que son generalmente bien toleradas por sus huéspedes. Esto en parte
como una estrategia de los parásitos para mantener a sus hospederos con vida el
tiempo suficiente como para completar sus ciclos de vida (107), y por otra parte,
porque el sistema inmune se ha adaptado a evitar la inducción de inflamación
excesiva, mientras se aboca a inducir reparación de los tejidos dañados por la
parasitosis (108).
De este modo, se habla de la inducción de una respuesta inmune estereotípica
por parte de los helmintos, que se caracteriza por la secreción de altos niveles de
citocinas anti-inflamatorias como IL-9, IL-10, IL-25, IL-33, TGF-β, y principalmente
IL-4 e IL-13 en roedores (109). Estas citocinas inducen cambios en la respuesta
inmune tales como la diferenciación a Th2/Tregs de las células CD4+, la activación
de linfocitos B productores de IL-4/13, inmunoglobulina G1 (IgG1) e IgE, eosinofilia,
basofilia y mastocitosis (109, 110). Parte importante de esta respuesta es la
alteración fenotípica de las CPAs, pues se desarrollan células dendríticas
inmaduras (iDCs) que tienen la habilidad de inducir la diferenciación de linfocitos
hacia el perfil Th2/Tregs, así como macrófagos alternativamente activados (MAAs)
capaces de suprimir la proliferación de linfocitos y la respuesta inflamatoria (110-
112). Así, una característica diacrítica de la respuesta estereotípica anti-helmíntica
es la supresión de respuestas a antígenos testigo (113), lo cual puede alterar el
devenir de respuestas inmunes no relacionadas.
Es comúnmente aceptado que la mayor parte de estos cambios son
dependientes de la habilidad de los parásitos para secretar o excretar antígenos con
propiedades inmunoreguladoras (114-118), así, en muchos equipos de
investigación (119-121), incluido el nuestro (122-124) se han usado las respuestas
Th2 supresoras inducidas por parásitos y sus antígenos para modular la
autoimunidad y alterar el devenir de infecciones no relacionadas (125).
19
6.6 Inmunoregulación por Taenia crassiceps
Taenia crassiceps (Zeder, 1800) es un helminto parásito de la clase Cestoda,
familia Taeniidae (126) que en su forma adulta infecta el intestino delgado de
canidos, mientras su forma larvaria (metacéstodo o cisticerco) puede ser encontrado
en los músculos y cavidades peritoneales y pleurales de roedores. Sus
metacéstodos pueden parasitar a humanos inmunocomprometidos por cáncer
(127), virus de inmunodeficiencia humana (VIH) y hepatitis C (128). Adicionalmente,
se reportó una infección en un paciente completamente sano que se encontró
restringida en un área de tolerancia inmunológica (ojo) (129); lo cual en conjunto
sugiere que el parásito no puede infectar a humanos sanos a menos que el
metacéstodo se localice en un sitio de tolerancia inmunológica, pero es capaz de
infectar a humanos inmunológicamente comprometidos. Esto habla de la escasa
adaptación del parásito hacia el hospedero humano, pero muestra que aun así es
capaz de modular parte de su respuesta inmune.
Una característica que facilita el estudio del parásito, es la capacidad de sus
metacéstodos para reproducirse asexualmente a través de la gemación. Esto nos
permite mantener fácilmente la cepa en el laboratorio, ya que después de la
inoculación intraperitoneal (IP) de 10 metacéstodos, los hospederos pueden
producir cientos de cisticercos al cabo de 8 semanas (130). De manera importante,
el parásito no mata a sus hospederos en dicho proceso, lo cual nos permite estudiar
la cisticercosis murina en un sistema muy conveniente y altamente reproducible
(131).
Los primeros estudios acerca de las estrategias de regulación inmunológica
inducidos por T. crassiceps para colonizar a sus hospederos, coincidieron en que la
etapa aguda de la infección murina por cisticercos de este parásito está dominada
por una respuesta transitoria de tipo Th1, donde abundan altos niveles de IFN-ɣ,
NO e IgG2a. Dicha etapa dura aproximadamente 2-3 semanas. Posteriormente es
reemplazada por una respuesta crónica de tipo Th2, rica en IL-4/IL-13, IgG1 e IgE,
que dura por lo menos dos meses. Mientras que la carga parasitaria se mantiene
baja durante la primera fase de la respuesta inmune, esta crece cuando la respuesta
de tipo Th2 se vuelve dominante (Fig. 4) (132), sugiriendo que la respuesta Th1
inicial frente a la infección puede detener el desarrollo de la parasitosis, mientras
que la respuesta Th2 tardía se relaciona a la inducción de susceptibilidad frente a
la misma. Posteriormente se describió que los esplenocitos de ratones infectados
con el parásito son resistentes a estímulos policlonales como la Concanavalina A y
el anti-CD3 (133), sugiriendo que la respuesta inmune inducida por T. crassiceps en
su hospedero es supresora.
Posteriormente, una serie de estudios con ratones knock out confirmó que la
susceptibilidad del hospedero murino frente al metacéstodo de T. crassiceps es
dependiente de la señalización mediante el transductor de señales y activador de la
transcripción-6 (STAT6), un factor de transcripción clave para el desarrollo de
respuestas Th2 y para la activación alternativa de los macrófagos (134). En cambio,
la resistencia frente al parásito parece ser dependiente del eje IL-12/STAT4, que es
20
clave en la inducción de respuestas de tipo Th1 (135, 136) (Fig 4). Al comparar las
respuestas inmunes de ratones de la cepa susceptible (BALB/c), con aquellas de
ratones resistentes (C57BL/6), se encontró que la inmunidad Th1 es más fuerte en
los ratones resistentes al parásito, mientras que la respuesta Th2 es más fuerte en
ratones susceptibles (137), sosteniendo dicha noción. No obstante, la inoculación
con una mayor cantidad de metacéstodos (40 en lugar de 10) es capaz de vencer
la resistencia natural de la cepa, induciendo los cambios en la respuesta inmune
necesarios para permitir la infección (122).
Fig. 4. Cinética de la respuesta inmunológica durante la infección con T. crassiceps. Las
primeras 2-3 semanas de la infección murina experimental con cisticercos de T. crassiceps
están dominadas por una respuesta de tipo Th1, donde abundan los macrófagos
clásicamente activados (MCA), dicha respuesta es reemplazada aproximadamente en la
cuarta semana por una respuesta Th2 rica inducida por macrófagos alternativamente
activados (MAA). El mayor crecimiento de la carga parasitaria se da a partir del cambio
hacia una respuesta inmune de tipo Th2, sugiriendo que ésta genera susceptibilidad frente
a la infección.
Por otra parte, se ha observado que las células del sistema inmune innato
respondende forma secuencial a los cambios en la respuesta inmune sistémica, ya
que en paralelo al cambio hacia una respuesta inmune tardía de tipo Th2, emerge
una gran población de MAAs, los cuales presentan una baja secreción de IL-1β, IL-
12 y NO, pero producen altos niveles de arginasa-1 (Arg1), receptor de manosa
(MMR), receptor-α de IL-4 (IL-4Rα), PD-L1, PD-L2 e IL-10 (138). De igual modo,
esta población tiene la habilidad de suprimir la proliferación de linfocitos, induciendo
un estado general de hipo-respuesta y puede fortalecer la polarización hacia el perfil
21
Th2 de los linfocitos, mientras reducen la diferenciación de dichas células hacia
perfiles Th1/17 (139). De manera interesante, los MAAs se han encontrado
presentes en la mayoría de las infecciones por helmintos parásitos y se considera
que su potencial inmunoregulador influye de manera importante en la inducción de
ambientes tolerogénicos necesarios para la supervivencia de los hospederos y
parásitos durante la infección (111, 112), desempeñando papeles tan diversos como
la disminución de la inflamación patológica y el daño tisular que ésta conlleva (108),
la resistencia al crecimiento excesivo de la carga parasitaria (140), o como parte
fundamental del sistema de regeneración tisular (108) (Fig. 5).
Fig. 5: Inmunoregulación por T. crassiceps y sus antígenos. Los metacéstodos de T.
crassiceps producen antígenos (TcES) con la capacidad de inhibir la maduración de las
células dendríticas (CDs), las cuales permanecen en un estado inmaduro (CDi),
volviéndolas capaces de inducir la diferenciación hacia Th2 en linfocitos T vírgenes y de
inducir respuestas proliferativas bajas en éstos. De igual manera, pueden reclutar
macrófagos alternativamente activados (MAAs) con la capacidad de reforzar la
diferenciación hacia Th2 de los linfocitos, así como de inhibir la proliferación de dichas
células. Igualmente, recluta células mieloides supresoras (CMSs) capaces de regular
fuertemente la proliferación de linfocitos. En conjunto, estos cambios en el microambiente
celular inducen una respuesta Th2 potente y duradera.
Dicha población es diametralmente opuesta a los macrófagos clásicamente
activados (MCAs), que se desarrollan típicamente durante las infecciones virales y
bacterianas, así como durante la etapa aguda de la respuesta a T. crassiceps. Los
MCAs tienden a secretar altos niveles de IL-1β, IL-12, IL-23 y TNF-α, con lo cual
fortalecen las respuestas de tipo Th1/Th17, y además expresan la enzima óxido
22
nítrico sintasa inducible (iNOS), con la cual producen NO (141), el cual parece ser
importante para controlar la proliferación de T. crassiceps (142).
En conjunto, T. crassiceps regula la inflamación de manera potente y prolongada
para evadir el ataque inmunológico de su hospedero y así poder completar su ciclo
de vida dentro de éste. Más aún, los cambios en la respuesta inmune que induce el
parásito parecen ser idóneos para suprimir respuestas inflamatorias no deseadas
(131), concordando con la hipótesis de la higiene. Por esto, miembros de nuestro
equipo investigaron el potencial anti-inflamatorio de la infección con T. crassiceps
para combatir la inflamación en modelos murinos de autoinmunidad, encontrando
que la pre-infección de ratones con su metacéstodo es capaz de reducir la
incidencia de la diabetes tipo 1 inducida por estreptozotocina hasta en un 50%,
principalmente al reducir el infiltrado inflamatorio del páncreas, reduciendo así la
insulitis y por lo tanto manteniendo los niveles de glucosa por debajo de los 200
mg/dL. Dicha modulación dura por lo menos 6 semanas post-inducción. En
asociación a los efectos protectores de la infección se encontraron altos niveles
sistémicos de IL-4, la reducción de los niveles de TNF-α y la inducción de MAAs
(123). De igual modo, la pre-infección de ratones con T. crassiceps es capaz de
modular negativamente la colitis inducida por dextrán sulfato sódico al controlar la
pérdida de peso, el acortamiento del colon y el índice de actividad de la enfermedad,
en relación con un microambiente pro-inflamatorio reducido y altos niveles de IL-4
e IL-10, así como un alto reclutamiento de MAAs al colon (143). De manera
importante, la pre-infección con cisticercos del parásito también puede reducir la
incidencia (en un 35%) y severidad de la EAE, en relación a un ambiente Th2 con
altos niveles de IL-4, IL-10, IgG1 e IgE y bajos niveles de IFN-γ, TNF-α, IL-17 e
IgG2a, así como la ausencia de infiltrado inflamatorio en el SNC y grandes
poblaciones de MAAs (Fig. 6) (122). En ninguno de estos estudios se encontró una
exacerbación de linfocitos Tregs, por lo que pensamos que los efectos de la
infección sobre las células innatas deben ser clave para la supresión de estas
patologías.
23
Fig. 6. La inmunoregulación por T. crassiceps induce cambios que suprimen patologías
autoinmunes. Los metacéstodos de T. crassiceps secretan/excretan antígenos (TcES)
capaces de impedir la maduración de las células dendríticas inmaduras (CDi) y la activación
clásica de macrófagos (MCAs); facilitando la activación alternativa de los macrófagos
(MAAs), induciendo la diferenciación de linfocitos hacia el perfil Th2 y bloqueando la
proliferación de linfocitos autoreactivos. Así, los cambios en la respuesta inmune inducidos
por el parásito disminuyen los parámetros patológicos de la diabetes tipo 1 (DT1), la colitis
autoinmune y la encefalomielitis autoinmune experimental (EAE).
Pese a la información generada, ninguno de estos estudios responde las
siguientes preguntas: i) ¿Es posible modular las enfermedades autoinmunes como
EM/EAE usando moléculas derivadas de los cisticercos de T. crassiceps? ii) ¿Es
posible modular la enfermedad una vez que sus signos comienzan a manifestarse?
iii) ¿Es necesaria la presencia constante del parásito para modular la enfermedad?
6.7 Inmunoregulación por antígenos de Taenia crassiceps
La idea de que la inhibición de las respuestas pro-inflamatorias y la inducción de
respuestas Th2 durante las respuestas inmunes frente a helmintos es dependiente
de la secreción o excreción de antígenos con capacidades inmunoreguladoras cada
vez se acepta más, debido a evidencias cada vez más numerosas. Se ha observado
que dichos antígenos tienen la habilidad de reclutar a numerosos leucocitos, tales
como las células mieloides supresoras (CMSs), eosinófilos y basófilos. Igualmente,
pueden impedir la maduración de las CD, transformándolas en células capaces de
polarizar a los linfocitos T vírgenes hacia perfiles Th2/Tregs, induciendo en ellos
24
respuestas proliferativas bajas (114-118, 144, 145). Más aún, muchos antígenos
inmunoreguladores derivados de helmintos han demostrado tener la capacidad de
inducir la activación alternativa de macrófagos de forma independiente a IL-4 (115-
117, 146).
Las primeras líneas de evidencia que sugieren dicha idea son que el tratamiento
antiparasitario de pacientes infectados suele derivar en la inducción de respuestas
pro-inflamatorias tras la muerte del helminto (147) y que la inoculación de los
antígenos parasitarios en ratones sanos, mimetiza el efecto de las infecciones con
gusanos vivos (118, 145). Más aún, se ha identificado que los carbohidratos
provenientes de los antígenos solubles del huevo (ASH) de Schistosoma mansonii
son responsables por la actividad inmunoreguladora de dichos antígenos (148),
sugiriendo que las glicoproteínas son esenciales para la inducción de respuestas
Th2 durante las parasitosis por helmintos. Este hallazgo se corroboró en otros
modelos de infección murina, tales como Brugia spp, Echinococcus spp, Ascaris
spp, Caenorabditis spp, Hymenolepis spp y T. crassiceps (Como se revisó en (149))
En esta área, nuestro equipo ha evaluado los efectos de la inoculación in vivo
de antígenos derivados de T. crassiceps, encontrando que la inyección de un
extracto soluble total (TcSol) de sus metacéstodos es capaz de reclutar a una
poblaciónde CMSs CD11b+F4/80+Gr1+, la cual está compuesta por monocitos y
neutrófilos dotados de la habilidad de inducir bajas respuestas proliferativas en
linfocitos (150). Dichas células se reclutan tan pronto como 18 horas después de la
inyección IP del TcSol, de modo que podrían ser importantes para la inhibición de
la respuesta Th1 inicial frente al parásito, así como de la inducción del ambiente
tolerogénico de tipo Th2 que viene después (151). De manera interesante, el
tratamiento de dichos antígenos con metaperiodato de sodio para destruir a sus
glicanos, altera la habilidad del antígeno para reclutar a las CMSs, indicando que
los azúcares son importantes para los efectos inmunológicos de estas moléculas
(152) (Fig. 5). Más aún, ensayos in vivo han demostrado que la presencia de
carbohidratos en antígenos derivados de helmintos es esencial para la inducción de
respuestas Th2 frente a antígenos no relacionados, ya que el ASH de S. mansoni o
el TcSol, al ser co-inyectados con ovoalbúmina o albúmina sérica de bovino en
ratones vírgenes, inducen una respuesta inmune de tipo Th2 frente a dichas
proteínas mientras sus carbohidratos estén intactos, pero al ser éstos alterados
mediante oxidación con metaperiodato de sodio, pierden esa capacidad (114, 148).
Por otra parte, el TcSol posee demasiadas moléculas, de las cuales no todas
tienen efectos inmunoreguladores, por lo que la concentración de sus principios
activos es baja. Además, las moléculas no relacionadas al efecto inmunológico del
extracto complican el estudio de aquellas que sí se involucran en sus efectos
reguladores. Además, se cree que los helmintos regulan la inmunidad no solamente
por contacto directo con leucocitos, sino también de forma remota mediante la
secreción o excreción de antígenos inmunoreguladores. Así, la más reciente
tendencia en el campo de la inmunidad frente a helmintos es el estudio de los
antígenos de secreción/excreción, los cuales resultan de interés por ser menos
diversos, con lo cual concentran mayoritariamente moléculas activas y resultan más
fáciles de estudiar; además, representan una herramienta de regulación
25
inmunológica a distancia para los helmintos, mediante la cual podrían regular la
respuesta inmune del hospedero de forma previa al contacto.
Siguiendo esta línea de pensamiento, se han estudiado los antígenos de
secreción/excreción de T. crassiceps (TcES), los cuales son obtenidos a través del
cultivo in vitro de metacéstodos del parásito, recolectando su sobrenadante y
centrifugándolo en separadores de peso molecular para obtener la fracción ≥ 50
kDa, la cual fue añadida a cultivos de CDs para estudiar su impacto en la
maduración de las mismas (152), como se detalla a continuación.
Por otra parte, la maduración de las CDs está dada por la expresión de
moléculas co-estimuladoras involucradas en la presentación de antígenos y la
activación de células T, tales como CD40, CD80, CD86 y el complejo de mayor
histocompatibilidad II (CMHII), así como la secreción de citocinas pro-inflamatorias
como IL-12 e IL-18. Así, una CD madura es capaz de inducir una alta respuesta
proliferativa en células T, además de ser capaz de diferenciar a dichas células hacia
perfiles Th1/17, mientras que una CD inmadura, al carecer de la alta expresión de
dichos marcadores, induce bajas respuestas proliferativas en células T y las
diferencia hacia perfiles tolerogénicos como Th2 y Treg (153).
Recientemente fue descrito que la exposición in vitro de CDs murinas (152) o
humanas (154) a la fracción de alto peso peso molecular del antígeno, pero no a la
de bajo peso, inhibe la maduración de dichas células, las cuales además se vuelven
resistentes a la estimulación con ligandos de receptores tipo Toll (TLRs),
produciendo bajos niveles de citocinas pro-inflamatorias como IL-12, IL-15 y TNF-
α.
De manera importante, cuando las CDs expuestas al TcES son usadas como APCs,
son capaces de inducir la diferenciación de células CD4+ vírgenes a perfiles Th2
(152). Estos efectos son dependientes de la presencia de glicoconjugados en el
TcES, ya que al oxidar los carbohidratos presentes en éste, dichos efectos se
pierden (Fig. 5). De manera interesante, otros equipos de investigación han hecho
observaciones similares en respuesta a glicoproteínas provenientes de
Echinococcus granulosus, E. multilocularis (155, 156), ASH de S. mansoni (157) o
carbohidratos de la larva de Trichostrongyloides spp (158).
Así, es claro que los helmintos alteran la respuesta immune de sus hospederos
mediante la secreción o excreción de antígenos, y que gran parte de la actividad
inmunomoduladora de éstos es dependiente del reconocimiento de sus glicanos. Es
importante considerar que la composición de los antígenos solubles totales o los
secretados/excretados varía mucho entre especies, sin embargo, los tipos más
comunes son proteasas, inhibidores de proteasas, homólogos de citocinas y
quimiocinas, enzimas antioxidantes, lectinas y otros carbohidratos (consultar anexo
13.3 para más detalles), los cuales son reconocidos principalmente por receptores
a lectinas tipo 1 (118).
De esta forma, la inoculación in vivo del TcES podría emular los efectos de la
infección, induciendo un ambiente Th2 que regule la capacidad proliferativa de los
linfocitos y anule la migración de leucocitos hacia el SNC, lo cual podría también
regular la sintomatología asociada a EAE.
26
7. Justificación
Como se menciona en la introducción, la EM tiene una gran diversidad de
cuadros clínicos, y la inmunopatogénesis detrás de cada uno es compleja. Así
mismo, pese a la diversidad de medicamentos disponibles para el tratamiento de la
misma, faltan drogas capaces de modular los distintos rasgos de la enfermedad de
forma integral, con alta efectividad y baja toxicidad (159). En dicho tenor, los
antígenos inmunoregulatorios derivados de T. crassiceps (TcES) han demostrado
tener la capacidad de regular la respuesta inflamatoria de macrófagos (160), DCs
(152), MDSCs (161) y linfocitos (114, 139), por lo cual podrían ser capaces de
contrarrestar la inflamación producida durante la EAE. Más aún, se ha observado
que la preinfección de ratones con el metacéstodo de T. crassiceps es capaz de
regular no sólo la diabetes tipo 1 (123), la colitis (143) y el cáncer de colon asociado
a colitis (162), sino también ha demostrado ser capaz de reducir la histopatología y
el cuadro clínico de la EAE (122), en asociación con mecanismos
inmunoregulatorios similares a los observados para el TcES. Así, creemos que el
TcES será capaz de modular el desarrollo de la EAE actuando para inhibir la
inflamación en múltiples niveles, logrando una supresión integral del desarrollo de
la patología.
8. Hipótesis
La administración intraperitoneal del TcES reducirá la severidad de la EAE al
inducir un ambiente Th2 capaz de regular la proliferación de linfocitos y el infiltrado
de leucocitos en el SNC.
9. Objetivo general
Estudiar los mecanismos de regulación de la neuroinflamación y autoinmunidad
por la administración del TcES en el modelo de EAE.
10. Objetivos particulares
a) Determinar la relación dosis-respuesta del TcES para inducir citocinas y
poblaciones reguladoras en ratones C57BL/6.
b) Determinar la capacidad del TcES para regular la incidencia y severidad de
la EAE en ratones C57BL/6, de manera temprana, tardía y en comparación
con la dexametasona.
c) Estudiar las características del microambiente inmunológico inducido por la
administración del TcES, así como su capacidad para regular la proliferación
de linfocitos durante la EAE.
d) Estudiar alteraciones de la migración de leucocitos hacia el SNC durante el
desarrollo de EAE, en relación al tratamiento.
27
11. Materiales y método
Ratones, parásitos y producción del TcES. Ratones hembra de la cepa BALB/c
con 6-8 semanas de edad fueron comprados a Harlan Laboratories (México, CDMX)
y mantenidos en condicioneslibres de patógenos en el bioterio de la FES-Iztacala,
UNAM de acuerdo con las guías éticas institucionales y nacionales. Metacéstodos
de T. crassiceps la cepa ORF fueron cultivados en condiciones estériles de la
cavidad peritoneal de ratones similares, infectados ocho semanas antes, y lavados
cuatro veces con buffer salino de fosfatos (PBS; 0.15 M NaCl, 0.01 M fosfato de
sodio, pH 7.2) previo a la infección de ratones BALB/c frescos para mantener la
cepa, o fueron cultivados en PBS estéril a 37°C por 24h. El TcES fue producido al
recoger el sobrenadante de dichos cultivos y centrifugarlo a 1000g por 20 min dentro
de separadores Amicon Ultra Filter (Millipore, México) de 50 kDa. La fracción
≥50kDa fue recuperada y almacenada a -70°C.
Inducción de EAE. El modelo fue inducido y evaluado de acuerdo al protocolo
de Stromnes & Goverman, 2006 (163). Brevemente, se preparó una emulsión 1:1
de 125 µg de glicoproteína mielina de los oligodendrocitos (MOG35-55)/ 100 µl de
PBS estéril y adyuvante de Freund completo (AFC) conteniendo 5mg de
Mycobacterium tuberculosis H37RA/ ml (Difco Laboratories, MI, USA) y esta fue
inyectada en cuatro puntos de los flancos traseros en ratones hembra de la cepa
C57BL/6 con 10-12 semanas de edad. Posteriormente, se les inyectó toxina de
Pertussis (600 ng/200 µl PBS esteril) (List Biological Laboratories Inc., CA, USA) de
manera IP (intraperitoneal) el mismo día de la inducción y dos días después. La
progresión de la enfermedad fue evaluada cada dos días siguiendo la siguiente
escala: 0, sin signos de enfermedad; 0.5, parálisis en la punta de la cola; 1, flacidez
en la cola; 1.5, debilidad en una pata trasera; 2, parálisis en una pata trasera; 2.5,
parálisis en una pata trasera y debilidad en la otra; 3, parálisis en las dos patas
traseras; 3.5, parálisis en las dos patas traseras y debilidad o parálisis en una pata
delantera; 4, parálisis de los cuatro miembros; y 5, moribundo o muerto.
Esquemas de tratamiento. Ratones hembra de la cepa C57BL/6 fueron
repartidos en cinco grupos (n=6) y tratados de la siguiente manera: el grupo
EAE+TcES recibió una inyección IP de 250µg TcES/ 200 µl PBS cada tercer día,
dos días después de la aparición de los primeros signos (día 12 ± 2) y hasta dos
días antes del sacrificio al pico de la enfermedad (día 21 ± 2), recibiendo un total de
7 inyecciones. El grupo EAE+BSA recibió un tratamiento similar pero sustituyendo
al TcES por una concentración igual de BSA. El grupo EAE+TcES-L empezó a
recibir el tratamiento seis días después del tratamiento normal con TcES (día 18 ±
2), y se les administró una dosis de tratamiento cada tercer día hasta dos días antes
del sacrificio. De esta forma, el grupo EAE+TcES-L recibió tres inyecciones menos
que el grupo EAE+TcES al inicio del ciclo experimental. Los ratones EAE+TcES-W
recibieron el mismo esquema de tratamiento que los ratones del grupo EAE+TcES,
pero la inoculación del antígeno fue suspendida del día 19 ± 1 hasta el sacrificio, de
modo que recibieron tres inyecciones menos que el grupo TcES, siendo los últimos
28
días del relapso aquellos donde no se administró el tratamiento. Otro grupo de
ratones recibió inyecciones IP de 0.3 mg/kg de dexametasona (164) (Farmacias del
ahorro, México) cada tercer día, hasta el día del sacrificio. En todos los casos el
sacrificio se realizó cuando los ratones control alcanzaron el grado 3.5, lo cual
generalmente ocurrió el día 26 PI, a menos que se indique otra cosa.
Tabla 1. Tratamientos
Grupo Inicio Término Tipo Cantidad
Frecuencia
EAE+BSA 12 ± 2 21 ± 2 BSA 250 µg
Cada tercer
día
EAE+TcES 12 ± 2 21 ± 2 TcES 250 µg
Cada tercer
día
EAE+TcES-L 18 ±2 21 ± 2 TcES 250 µg
Cada tercer
día
EAE+TcES-W 12 ± 2 19 ± 1 TcES 250 µg
Cada tercer
día
EAE + Dex 12 ± 2 21 ± 2 Dexametasona 0.3 mg/kg
Cada tercer
día
Evaluación histopatológica. En el pico de la enfermedad (día 26 ± 2) los ratones
fueron sacrificados y la médula espinal fue extraída y fijada en alcohol absoluto por
una semana. Las muestras de tejido fueron embebidas en parafina y se cortaron
secciones de 10 µm en un microtomo para ser teñidas con hematoxilina y eosina.
El análisis de los infiltrados se realizó mediante el programa AxioVision LE (Carl
Zeiss (Jena, Alemania)), seleccionando al azar 5 secciones de la región lumbar de
la médula espinal y contando el número de lesiones por sección, así como
cuantificando los pixeles totales de todas las regiones infiltradas.
Ensayos de proliferación celular. Durante el sacrificio de los animales, los bazos
fueron asépticamente removidos para realizar suspensiones de una sola célula
mediante perfusión con medio RPMI-1640 suplementado con 10% FBS, 100 U de
penicillina/estreptomicina, 2 mM glutamina, 25 mM HEPES y 1% aminoácidos no
esenciales (todos de GIBCO, USA). Los esplenocitos fueron centrifugados a 1000
x g y los eritrocitos fueron lisados mediante suspensión en solución de Boyle (0.17
M Tris y 0.16 M cloruro de amonio). Después de dos lavados con PBS estéril, las
29
células viables se contaron mediante exclusión con azul tripano y los esplenocitos
se ajustaron a 3x106 células/ml en el mismo medio. Las células (100 µl por pozo)
fueron sembradas en placas de 96 pozos de fondo plano (Costar, USA) para ser
estimuladas con 10 µg/ml MOG35–55. Adicionalmente, los esplenocitos se
sembraron en placas previamente sensibilizadas con anti-CD3 (10 µg/ml por dos
horas a 37 ºC). La proliferación fue medida cinco días después de la incubación a
37 ºC y 5% CO2 pulsando a las células por 24 h con 0.5 mCu [3H] timidina
(Amersham Biosciences, USA). Las células se recolectaron en un cosechador de
96 pozos (Tomtec, Finlandia) y se cuantificaron usando un µ-contador de placas
1450 (Trilux, Finlandia). Los valores son representados en cuentas por minuto
(CPM) de pozos triplicados. Sobrenadantes de cultivos similares, sin timidina, fueron
guardados a -70 ºC hasta ser usados para detección de las citocinas detalladas en
la sección de ELISA.
Obtención de células. Las células del exudado peritoneal fueron obtenidas
mediante el lavado retroperitoneal con 15 mL de solución de Hank estéril,
posteriormente fueron lavadas por centrifugación, resuspensión y reemplazo de
sobrenadante en 2 ocasiones. Los CLNs fueron extraídos de la región cervical y
macerados gentilmente en mayas de 20 µm usando el émbolo de una jeringa.
Posteriormente, fueron lavados dos veces para descartar las partes de tejido sólido
remanentes. Esplenocitos totales fueron extraídos por perfusión esplénica con 10
mL de la misma solución usando agujas 25G en una caja Petri; las muestras fueron
hemolizadas mediante la resuspensión en solución de Boyle (0.17 M Tris y 0.16
cloruro de amonio) y fueron lavadas como ya se describió. Se extrajo sangre da la
base de la cola y 800 µl de la misma fueron incubados en tubos sensibilizados con
EDTA (Becton Dickinson, USA) en agitación durante 20 min, tras lo cual se eliminó
a los eritrocitos de la forma ya descrita. Todas las muestras fueron manejadas en
esterilidad.
Aislado de células extravasadas en el SNC. Los ratones fueron anestesiados
usando una mezcla de ketamina y xylazina 3:1 para realizar una perfusión
transcardial con solución gPBS estéril (0.002% glucosa en PBS 1x). Posteriormente
se sacrificó a los ratones y los encéfalos y médulas espinales fueron obtenidos y
lavados en la misma solución. El tejido nervioso fue disgregado y centrifugado a
400G por 10 min a 23 ºC para concentrar la fracción celular. Las células se
resuspendieron y digirieron en 5 mL de PBS con 500U de DNAsa y 15 U de
colagenasa por 1hr a 37 ºC. El tejido nervioso digerido fue lavado en 45 mL de gPBS
y resuspendido en 4 mL de percoll al 30%, que fue añadido sobre otros dos
gradientes conteniendo 37% (capa medial) y 70% (capa de fondo) de percoll para
ser centrifugados a 500 x g por 20 min a 23 ºC. La capa media de percoll
conteniendo las células del infiltradoinflamatorio (densidad de 1.046 g/ml) fue
obtenida y lavada en 45 mL de gPBS y la pastilla resultante fue preparada para
medir marcadores de superficie mediante citometría de flujo.
ELISA sandwich. Los niveles de IL-4, IL-10, IL-17, TNF-α e IFN-ɣ fueron
cuantificados en el suero sanguíneo o cultivos de esplenocitos en los tiempos
indicados. Los kits de ELISA se usaron de acuerdo a las instrucciones del fabricante
(Peprotech, México; o Biolegend, USA para IL-17).
30
Análisis de marcadores de superficie. La expresión de marcadores de linaje o
activación fue medida usando citometría de flujo multicolor. Células del exudado
peritoneal (PECs), esplenocitos, células de nódulos linfáticos cervicales (NLCs),
sangre y SNC fueron extraídas, lavadas y suspendidas en buffer de FACS
(PBS/FBS 0.5%/0.05% NaN3). Posteriormente, se bloquearon los receptores Fc
para evitar las uniones no específicas usando 1μg/μl de anti-CD16/32 por 30 min a
4°C. Las células se lavaron y tiñeron con anticuerpos contra CD11c, Ly6C, Ly6G,
F4/80, PD-L1, PD-L2, CD4 y CD8 (todos los anticuerpos de Biolegend, USA). La
adquisición de datos se realizó en citómetros FACsCalibur o FACsAria fusion
usando Cell Quest Software (Beckton Dickinson, USA) y el análisis de los mismos
se realizó en Flowing Software 2 (Perttu Terho, Finlandia).
Tinción intracelular de citocinas. Esplenocitos libres de eritrocitos fueron lavados
en medio RPMI y ajustados a 3×106 células/mL. Dos mL de la suspensión fueron
incubados en pozos de placas de 24 pozos y estimulados con 5 ng/mL de forbol 12-
miristato 13-acetato (PMA) (Sigma, México) más 500 ng/mL de ionomicina y
10 μg/mL brefeldina-A (Biolegend, USA) a 37°C, 5% CO2 por 4 horas. Las células
fueron recuperadas en tubos de FACS con 1 mL de buffer de FACS y centrifugadas
a 1500 rpm por 5 min. Después de la tinción de marcadores de superficie, las células
fueron lavadas y fijadas usando paraformaldehido al 2% en PBS por 10 min;
después se les trató con buffer de permeabilización (PBS, 1% FCS, y 0.025%
saponina) y fueron resuspendidas en 100 μL del mismo buffer conteniendo los
anticuerpos indicados (todos de Becton Dickinson, México) anti-citocina por 10 min.
Las células fueron lavas nuevamente y resuspendidas en 500 μL de FACS buffer, y
analizadas en un citómetro FACSAria Fusion (Becton Dickinson, México).
Análisis estadístico. Todos los datos son presentados como media ± error
estándar. La significancia de las diferencias entre grupos fue calculada usando la
prueba t de Student de dos factores. La significancia en la progresión de EAE entre
grupos fue medida por ANOVA de dos factores del índice cumulativo de la
enfermedad (CDI) y el área bajo la curva (AUC), de manera independiente. CDI es
la suma de todos los grados de la enfermedad evaluados por ratón en cada grupo.
Las diferencias fueron consideradas significativas siguiendo los siguientes criterios:
*** P ˂ 0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05.
31
12. Resultados
12.1 La administración repetida de TcES (dosis de 250 µg) induce un perfil Th2
en ratones C57BL/6.
En el presente trabajo investigamos la capacidad de los productos
secretados/excretados por T. crassiceps para regular la enfermedad. Para esto, el
primer paso fue cultivar los metacéstodos del parásito en PBS estéril y concentrar
la fracción ≥50 kDa para obtener el TcES. Se prepararon dos lotes para realizar
todos los experimentos, y para comprobar la integridad molecular y consistencia
entre éstos se realizó una comparación de bandeo en un gel de poliacrilamida.
Dicho experimento revela un bandeo claro y definido del antígeno, signo de la
integridad molecular; igualmente, los patrones de bandeo de los dos lotes son
comparables, por lo cual se asume la consistencia en el proceso de producción del
TcES (Fig. 7).
Fig. 7: Constancia entre lotes de TcES e integridad molecular. Dos lotes de TcES obtenidos
en días diferentes y a partir de distintos cultivos de metacéstodos producen patrones
moleculares similares en geles de SDS-PAGE, confirmando la constancia en el proceso de
producción del antígeno, así como la integridad de sus componentes.
Tres cantidades diferentes de TcES (125, 250 y 500 µg) fueron inoculadas
intraperitonealmente en ratones hembra de la cepa C57BL/6, en un régimen que
consistió en una inyección IP cada tercer día por 16 días. Antes de la primera
inyección, a mitad del tratamiento y un día después de la última inyección se extrajo
suero sanguíneo de la base de la cola para medir citocinas y comparar entre grupos
y con los grupos control, que fueron: un grupo de ratones sanos tratados con
solución salina estéril (SSS), como control del vehículo y otro grupo tratado con 250
µg de albúmina sérica de bovino (BSA) como un control de proteína irrelevante.
En el suero sanguíneo se midieron las citocinas IL-4, IL-10 e IFN-ɣ, revelando
que sólo las dosis de 250 y 500 µg fueron capaces de inducir altos niveles de IL-10
desde el punto medio del régimen hasta su final, mientras que ninguna dosis fue
capaz de modificar los niveles de IL-4. En cambio, la secreción de IFN-ɣ se elevó
en relación al tratamiento con 500 µg de TcES (Fig. 8). Del mismo modo, la dosis
32
intermedia de TcES indujo un potente reclutamiento de CMS (definidas como
CD11b+ Ly6C+ Ly6G+) (Fig. 9 a, d), así como de MAAs (definidos como células
F4/80+ PD-L1+ PD-L2+ o F4/80+ MMR+ IL-4Rα+) (Fig. 9 b, c, e). Por su gran
capacidad para inducir citocinas y células reguladoras, sin elevar la producción de
IFN-ɣ, seleccionamos la dosis de 250µg de TcES como un esquema de tratamiento
viable para el resto del estudio.
Fig. 8: Curva dosis respuesta para inducción de citocinas con TcES. Ratones hembra
C57BL/6 sanas recibieron una inyección IP de los tratamientos señalados cada tercer día
durante 16 días (en los días señalados por flechas azules) y el suero sanguíneo fue
colectado en los días uno (antes de la inoculación), ocho y 16. Se determinaron los niveles
de IL-10 (a), IL-4 (b) e IFN-ɣ (c) mediante ELISA. Los datos mostrados son representativos
de dos experimentos independientes con media y SEM calculadas a partir de grupos con
n=4. La diferencia estadística se determinó por la prueba t de Student de dos factores y fue
descrita mediante los siguientes criterios: ** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05.
33
u
VI
VI
u
VI
~
FSC
a) S.S.S.
b)
e)
•
10+/ - 3 %
u
Vl
~
250 ¡.tg BSA
26 +/- 2 %
h'( " ...
CDllb
250 ug BSA
o
00
~
13+/-2 %
FSC
8.8+/ -2 %
150 ¡.tg leES
38 +/- 4 %
IL-4Ra
125 ug leES 250 ug leES 500 ug leES
29 +/ -6 % I 57 +/ -3 %
ly6G
23 +/ - 1.2 % 35+/ - 3 % 34+/-2%
PD-ll
250 ¡.tg leES
52 +/- 6 %
u
V>
~ -
CDllb ~
a) S.S.S. 250 ug BSA 125 ug leES 250 ug leES 500 ug leES
10+/ -3 % 13+/-2 % 29+/-6% I 57+/-3 %
Ly6G
b)
FSC
8.8+/-2 % 23 +/- 1.2 % 35+/-3 % 34+/- 2 %
PD-Ll
e)
u
~
SSC F4/BO
250 ~g BSA 150 ~g leES 250 ~g leES
• 26 +/- 2 % 38 +/- 4 % 52 +/- 6 %
•
IL-4Ra
34
Fig. 9: La dosis de 250 µg de TcES recluta una mayor cantidad de CMSs y MAAs. Ratones
hembra C57BL/6 sanas fueron tratadas de las formas indicadas cada tercer día por 16 días
y al final de dicho periodo fueron sacrificados para obtener PECs, las cuales fueron teñidas
para la detección de la frecuencia (a) y número total (d) de CMSs, así como de MAAs F4/80+
PD-L1+ PD-L2+ (b, e), respectivamente y la frecuencia de MAAs MMR+ IL-4Rα+ (c). Los
datos mostrados son representativos de dos experimentos independientes con media y
SEM calculadas a partir de grupos con n=4. La diferencia estadística se determinó por la
prueba t de Student de dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂
0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05. Las células fueron analizadas a partir de una región grande
CD11b+ (para las MDSCs) o una región grande F4/80+ (para los macrófagos), que se derivó
de una región grande y granular.
12.2El tratamiento con TcES promueve la protección contra el desarrollo de
EAE.
Ratones hembra de la cepa C57BL/6 con 10-12 semanas de edad fueron
inyectadas con la emulsión de MOG35-55/AFC para inducirles EAE. Los primeros
signos de la enfermedad aparecieron al día 12 ± 2 post-inducción (PI) y progresaron
para llegar a su punto máximo en el día 26 ± 1 PI, posteriormente, éstos comenzaron
a decaer hasta que al día 36 los ratones entraron completamente en remisión (Fig.
10a).
El tratamiento previamente definido con TcES (una inyección IP de 250µg de
TcES cada tercer día por 16 días) pudo frenar el desarrollo de la sintomatología
asociada a EAE a lo largo de un relapso completo (Fig. 10a), en comparación con
los ratones tratados con BSA (EAE+BSA). Aunque ningún ratón tuvo una mejoría
total, la progresión de la sintomatología fue significativamente reducida por el
tratamiento, como hacen evidente la reducción en el grado promedio de la
enfermedad, su máximo grado, el área bajo la curva (AUC) y el índice cumulativo de
la enfermedad (CDI) (Tabla 2).
Para estudiar más a fondo el potencial regulador del TcES sobre la EAE, se
comparó su capacidad inmunomoduladora con aquella inducida por dosis altas de
35
dexametasona, de acuerdo con Donia et al, 2010 (164). Ambos tratamientos
empezaron dos días después del inicio de la enfermedad (día 12 ± 2) y continuaron
hasta el día del sacrificio. De manera interesante, el tratamiento con TcES fue capaz
de regular la EAE con mayor potencia que la dexametasona (Fig. 10b). De hecho,
el tratamiento con TcES tuvo el doble de potencia que la dexametasona para regular
el grado promedio de la enfermedad y moduló fuertemente el grado máximo, AUC
y CDI, en comparación con el tratamiento con dexametasona (Tabla 3).
En gran parte de los casos, los pacientes con EM son tratados al inicio de los
relapsos, sin embargo, casos mal diagnosticados de la enfermedad o pacientes con
EM-progresiva, suelen ser tratados en etapas más avanzadas de la enfermedad.
Para investigar si el TcES es capaz de modular la enfermedad en estadios más
avanzados, añadimos un nuevo grupo (EAE+TcES-L) que empezó a recibir el
tratamiento en un punto más tardío de la enfermedad, en comparación con el grupo
EAE+TcES (los ratones del grupo EAE+TcES empezaron a ser tratados el día 12
±1 PI, mientras los del EAE+TcES-L empezaron a recibirlo el día 18 PI), y
comparamos la evolución de la enfermedad entre ambos. Los parámetros de
evolución de la enfermedad CDI, AUC, grado máximo y grado promedio del grupo
EAE+TcES-L fueron más bajos que en el grupo control, sugiriendo que el
tratamiento con TcES sigue siendo capaz de modular la enfermedad en estadios
más avanzados de la misma. Aunque la intensidad de los signos no disminuyó, fue
evidente una disminución en la progresión de ésta debido a la administración del
antígeno. Notablemente, el CDI tardío (calculado a partir del inicio tardío del
tratamiento y hasta el día del sacrificio) también fue bajo en comparación con el
grupo control (EAE+BSA) (Tabla 4), incluso cuando la enfermedad pareció
progresar a la par del grupo control antes del inicio del tratamiento. Sin embargo, el
tratamiento tardío parece arrestar el progreso de la enfermedad, en vez de disminuir
su intensidad (Fig. 10c).
36
Fig. 10: El TcES promueve protección durante EAE con mayor potencia que la
dexametasona. El tratamiento con 250 µg de TcES cada tercer día, empezando dos días
después del inicio de la enfermedad disminuye la evolución de la patología (a). De manera
importante, un tratamiento similar con dosis altas de dexametasona (0.3 mg/kg cada tercer
día) induce una protección significativa, pero aun así menor que aquella inducida por el
TcES (b). Más aún, cuando el antígeno es administrado de manera tardía (grupo
EAE+TcES-L; inicio del tratamiento en día 16 PI, marcado por una flecha roja) en
comparación al tratamiento normal (grupo EAE+TcES; inicio del tratamiento al día 12,
37
marcado por una flecha azul), el progreso de la enfermedad también es detenido, aunque
la modulación de la enfermedad nunca es tan fuerte como en el grupo EAE+TcES (c). Los
datos mostrados son representativos de dos experimentos independientes con media y
SEM calculadas a partir de grupos con n=6. CDI y AUC se calcularon en base a una prueba
ANOVA de dos factores, siguiendo los criterios: *** P ˂ 0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05.
Tabla 2. El TcES promueve protección contra el desarrollo de EAE.
Resolución= porcentaje de ratones que mostraron la resolución total de la enfermedad;
Grado promedio= media y SEM del grado clínico; Grado máximo= el grado más alto
obtenido en un grupo; CDI= Índice cumulativo de la enfermedad, calculado sumando todos
los grados de los ratones en cada grupo; AUC= área bajo la curva. Los datos mostrados
son representativos de dos experimentos independientes con media y SEM calculadas a
partir de grupos con n=6. La diferencia estadística se determinó por la prueba ANOVA de
dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂ 0.001,** P ˂ 0.01 y * P
˂ 0.05.
Tabla 3. El TcES modula la EAE con mayor potencia que la dexametasona.
38
Resolución= porcentaje de ratones que mostraron la resolución total de la enfermedad;
Grado promedio= media y SEM del grado clínico; Grado máximo= el grado más alto
obtenido en un grupo; CDI= Índice cumulativo de la enfermedad, calculado sumando todos
los grados de los ratones en cada grupo; AUC= área bajo la curva. Los datos mostrados
son representativos de dos experimentos independientes con media y SEM calculadas a
partir de grupos con n=6. La diferencia estadística se determinó por la prueba ANOVA de
dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂ 0.001,** P ˂ 0.01 y * P
˂ 0.05. Los paréntesis azules señalan entre que grupos se detectó la diferencia estadística
(EAE+BSA vs EAE+TcES o (EAE+TcES vs Dexametasona).
Tabla 4. La administración tardía del TcES arresta el desarrollo de EAE.
Resolución= porcentaje de ratones que mostraron la resolución total de la enfermedad;
Grado promedio= media y SEM del grado clínico; Grado máximo= el grado más alto
obtenido en un grupo; CDI= Índice cumulativo de la enfermedad, calculado sumando todos
los grados de los ratones en cada grupo; CDI tardío= calculado desde el inicio del
tratamiento (día 16) hasta el día del sacrificio (día 26 PI); AUC= área bajo la curva. Los
datos mostrados son representativos de dos experimentos independientes con media y
SEM calculadas a partir de grupos con n=6. La diferencia estadística se determinó por la
prueba ANOVA de dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂
0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05. Los paréntesis azules señalan entre que grupos se detectó
la diferencia estadística (EAE+BSA vs EAE+TcES o (EAE+TcES vs EAE+TcES-L).
12.3 El TcES induce un microambiente supresor de tipo Th2.
Para estudiar más a fondo los mecanismos de acción del TcES, los ratones con
EAE y tratamiento con TcES o tratamiento control fueron sacrificados al final del
periodo del tratamiento y sus esplenocitos fueron extraídos y cultivados en placas
sensibilizadas con anti-CD3 para evaluar su capacidad para responder frente a un
estímulo policlonal, o fueron estimulados con MOG35-55 para evaluar la
proliferación en base a un estímulo específico y relevante para el modelo. A partir
de cultivos similares se evaluó la capacidad del TcES para inducir cambios en la
secreción de citocinas pro- y anti-inflamatorias.
39
Los esplenocitos cultivados en placas sensibilizadas con anti-CD3 y pulsadas
con 3H-timidina mostraron un nivel de proliferación significativamente bajo cuando
las células provenían de ratones del grupo EAE+TcES, en comparación con
aquellos que provenían de ratones del grupo EAE+BSA (Fig. 11a). De manera
importante, una supresión más conspicua en relación al grupo control fue detectadaen los esplenocitos de ratones del grupo EAE+TcES cuando el estímulo introducido
en los cultivos fue antígeno específico (MOG35-55) (Fig. 11b), sugiriendo que el
tratamiento con TcES no sólo es capaz de inducir un ambiente de hipo-respuesta
generalizado, sino que además induce una fuerte supresión de la respuesta
patogénica MOG-específica.
Más aún, los sobrenadantes de los cultivos con estímulo policlonal y antígeno-
específicos revelaron que los esplenocitos provenientes del grupo EAE+TcES
secretaron altos niveles de IL-4 e IL-10, en comparación con el grupo EAE+BSA.
De igual modo, los niveles de TNF-α e IL-17A decayeron en los animales tratados
con el antígeno, en comparación con los ratones del grupo EAE+BSA (Fig. 12 a y
b). Así, el aumento en la secreción de IL-10 por el tratamiento con TcES podría
explicar la disminución de los niveles de TNF-α e IL-17A.
Fig. 11: El TcES reduce la capacidad proliferativa de linfocitos. Al término del periodo del
tratamiento los ratones fueron sacrificados para extraer esplenocitos, éstos se cultivaron en
placas sensibilizadas con anti-CD3 (a) o fueron estimulados con MOG35-55 (b) para
detectar diferencias en su capacidad proliferativa mediante su marcaje con 3H-timidina. Los
datos mostrados son representativos de dos experimentos independientes con media y
SEM calculadas a partir de grupos con n=3. La diferencia estadística se determinó por la
prueba t de Student de dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂
0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05.
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41
Fig. 12: El tratamiento con TcES induce respuestas de tipo Th2, suprimiendo a los tipos
Th1 y Th17. Esplenocitos estimulados de manera policlonal (a) o antígeno-específica (b)
provenientes de ratones enfermos (EAE+BSA) o enfermos y tratados con el antígeno
(EAE+TcES) muestran diferencias en sus patrones de secreción de citocinas. Los datos
mostrados son representativos de dos experimentos independientes con media y SEM
calculadas a partir de grupos con n=4. La diferencia estadística se determinó por la prueba
t de Student de dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂ 0.001,**
P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05.
12.4 La suspensión del tratamiento con TcES reduce la eficacia del tratamiento
y revierte parcialmente la inducción del microambiente Th2.
A continuación estudiamos la eficacia del tratamiento después de su suspensión.
Para esto, tratamos a dos grupos de ratones enfermos con TcES empezando en el
día de inicio de la enfermedad; uno de estos grupos (EAE+TcES) recibió el
tratamiento completo (una inyección de 250 µg de TcES cada tercer día desde el
inicio de la enfermedad hasta el día de sacrificio, para un total de ocho
inoculaciones). Mientras que el otro grupo (EAE+TcES-W) recibió el mismo
tratamiento al inicio, pero la administración del antígeno fue suspendida a la mitad
del esquema (día 19 PI), para recibir un total de cuatro inoculaciones. Todos los
ratones fueron mantenidos con vida hasta el final del periodo de tratamiento para
comparar la evolución de la patología en ambos grupos con respecto a ratones
control (EAE+BSA).
Cuatro días después de la suspensión del tratamiento, el grado clínico de los
ratones del grupo EAE+TcES-W comenzó a avanzar en comparación con aquel
proveniente del grupo EAE+TcES, aunque nunca alcanzó el grado del grupo control
(EAE+BSA) (Fig. 13). De hecho, el grupo EAE+TcES-W presentó una disminución
importante en el grado máximo, CDI y AUC en comparación con el grupo EAE+BSA,
pero dichos parámetros fueron más altos en este grupo que en el grupo EAE+TcES.
De manera interesante, la mayor parte del avance en la patología del grupo
EAE+TcES-W ocurrió después de la suspensión del tratamiento, como evidencia el
CDI tardío, que fue medido desde el final del tratamiento con TcES, hasta el final
del experimento completo (Tabla 5).
Mientras el tratamiento con TcES incrementa la frecuencia de células CD4+ IL-
4+ en el bazo, la suspensión del tratamiento reduce el número de dichas células casi
al nivel de los ratones EAE+BSA. Lo opuesto ocurre para las células CD4+ IL-17A+
y CD4+ TNF-α+ (Fig. 14 a, b), ya que el tratamiento constante con TcES mantuvo
estas poblaciones a niveles inferiores mientras la suspensión del tratamiento
produjo un incremento en ellas.
42
Fig. 13: La suspensión del tratamiento con TcES reduce la eficacia del tratamiento. Dos
grupos de ratones con EAE fueron tratados con 250 µg de TcES cada tercer día, desde dos
días después del inicio de la enfermedad hasta el sacrificio, en el caso del grupo
EAE+TcES, o hasta el día 19 PI (marcado con una flecha roja) en el caso de los ratones
EAE+TcES-W y la evolución de ambos grupos se comparó con la de ratones enfermos
tratados con BSA (EAE+BSA). Los datos mostrados son representativos de dos
experimentos independientes con media y SEM calculadas a partir de grupos con n=6. La
diferencia estadística se determinó por la prueba t de Student de dos factores y fue descrita
mediante los siguientes criterios: *** P ˂ 0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05.
Tabla 5. La suspensión del tratamiento con TcES reduce la eficacia del tratamiento.
Resolución= porcentaje de ratones que mostraron la resolución total de la enfermedad;
Grado promedio= media y SEM del grado clínico; Grado máximo= el grado más alto
obtenido en un grupo; CDI= Índice cumulativo de la enfermedad, calculado sumando todos
los grados de los ratones en cada grupo; CDI tardío= calculado desde el inicio del
tratamiento (día 16) hasta el día del sacrificio (día 26 PI); AUC= área bajo la curva. Los
datos mostrados son representativos de dos experimentos independientes con media y
SEM calculadas a partir de grupos con n=6. La diferencia estadística se determinó por la
43
prueba ANOVA de dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂
0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05. Los paréntesis azules señalan entre que grupos se detectó
la diferencia estadística (EAE+BSA vs EAE+TcES o EAE+TcES vs EAE+TcES-W).
44
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45
Fig. 14: La suspensión del tratamiento revierte el viraje hacia una respuesta de tipo Th2.
Esplenocitos totales fueron extraídos y teñidos intracelularmente para medir la expresión
de citocinas mediante citometría de flujo en células CD4+ de la región pequeña agranular.
Las frecuencias (a) y números totales de células por región seleccionada (b) se representan
en las gráficas. Los datos mostrados son representativos de dos experimentos
independientes con media y SEM calculadas a partir de grupos con n=6. La diferencia
estadística se determinó por la prueba ANOVA de dos factores y fue descrita mediante los
siguientes criterios: *** P ˂ 0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05.
12.5 La administración constante del antígeno dirige el extravasado
inmunológico haciala cavidad peritoneal, en vez de hacia el SNC.
Las enfermedades autoinmunes órgano-específicas, como la EM/EAE,
comparten la característica común de la invasión parenquimal por leucocitos. Sin el
desarrollo del infiltrado celular en el SNC se dificulta el proceso de
neurodegeneración en EM/EAE, pues la mayor parte de los mecanismos
inductores/reguladores y efectores típicos de la enfermedad/modelo se derivan de
las células mieloides y linfocitos infiltrados en el tejido (59), un ejemplo son los
radicales libres de vida media corta que secretan los monocitos y neutrófilos para
inducir la degradación de la mielina (62).
46
Por estas razones, a continuación estudiamos los cambios en el infiltrado del
SNC en relación al tratamiento con TcES. Para esto, extrajimos las médulas
espinales y los cerebros de ratones tratados (EAE+TcES), control (EAE+BSA) o con
tratamiento temprano únicamente (EAE+TcES-W) para analizar la presencia de
infiltrados inflamatorios en el parenquima nervioso. Secciones de médula espinal
que fueron teñidas con hematoxilina y eosina muestran que los ratones EAE+TcES
mayoritariamente carecen de infiltrado celular (Fig. 15a), y que cuando el infiltrado
inflamatorio ocurre en ellos, las lesiones son pequeñas (Fig. 15b, d) y escasas (Fig.
15c), en marcado contraste con los ratones EAE+BSA, los cuales desarrollaron un
gran número de lesiones que suman un área total afectada de tamaño considerable.
Más aún, cuando el tratamiento fue suspendido, los ratones desarrollaron pocas,
pero grandes lesiones en la médula espinal (Fig. 15 b, c, d) que se correlacionaron
con un incremento en la intensidad de la patología (Fig. 13 y tabla 5).
Para estudiar más profundamente la capacidad del TcES en evitar el infiltrado
inflamatorio del SNC, a continuación extrajimos la médula espinal y los cerebros de
los distintos grupos de ratones y aislamos las células infiltradas mediante gradientes
de percoll. Dichas células fueron teñidas con anticuerpos de marcaje fluorescente
para realizar citometría de flujo de linfocitos CD4+ o CD8+, y de CM (CD11b+ Ly6C+
Ly6G+). Las mismas poblaciones fueron cuantificadas en peritoneo, bazo, sangre y
NLCs con la intención de detectar si el tratamiento con TcES es capaz de alterar los
patrones de migración normales de dichas células, ya que se ha descrito que ambas
poblaciones se concentran en el bazo y NLCs durante la etapa de cebado de la
respuesta autoinmune, para migrar a través de la sangre hacia el SNC (61). De
manera consistente, dichas células aumentan su frecuencia en bazo, NLCs, sangre
y SNC en los ratones enfermos que recibieron el tratamiento control (EAE+BSA)
con respecto a ratones sanos. Sin embargo, cuando los ratones son tratados con
TcES la frecuencia de los tres tipos celulares se mantiene baja en dichas zonas,
para aumentar significativamente en el peritoneo (Fig. 16 a, b y 17 a, b). Cuando el
tratamiento con el TcES es suspendido, el número de células CD4+ y CD8+ en SNC
alcanza el de los ratones del grupo EAE+TcES, mientras que el número de las
mismas se reduce en peritoneo (Fig. 16 a y b); más aún, las células CD11b+ Ly6C+
Ly6G+ aumentan en bazo, NLCs, sangre y SNC, para reducirse en peritoneo (Fig.
17 a y b).
En conjunto, estos datos sugieren que la inoculación IP de TcES dirige la
migración de linfocitos y CM hacia la cavidad peritoneal, interrumpiendo su ruta
normal hacia el SNC. Dicho efecto probablemente es responsable de anular la
infiltración del parénquima nervioso, por lo cual el daño inmunológico local a la
mielina se reduce, resultando en la disminución de la patología.
47
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48
Fig. 15: El tratamiento con TcES impide el infiltrado del SNC. Al final del tratamiento los
ratones fueron sacrificados para remover su médula espinal y teñirla con H&E para revelar
el infiltrado inflamatorio, señalado con flechas en (a). Los datos mostrados son
representativos de dos experimentos independientes con media y SEM calculadas a partir
de grupos con n=5. La diferencia estadística se determinó por la prueba t de Student de
dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂ 0.001,** P ˂ 0.01 y * P
˂ 0.05.
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51
Fig. 16: El TcES altera los patrones de migración celular. Al término del ciclo experimental,
células totales fueron extraídas de la cavidad peritoneal, bazo, CLNs, sangre y SNC para
teñirlas y detectar células CD4+ y CD8+. Se delimitó una región de células pequeñas y no
granulares de 10,000 células, a partir de la cual se realizaron los análisis de células totales
en la región (a) y frecuencia (b) de las mismas. Los datos mostrados son representativos
de dos experimentos independientes con media y SEM calculadas a partir de grupos con
n=6. La diferencia estadística se determinó por la prueba t de Student de dos factores y fue
descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂ 0.001,** P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05. Las células
fueron analizadas a partir de una región pequeña y no granular.
52
Fig. 17: El tratamiento con TcES dirige la migración de células mieloides hacia la cavidad
peritoneal. Dos grupos de ratones con EAE fueron tratados con 250 µg de TcES cada tercer
día desde dos días después del inicio de la enfermedad (± día 13); uno de éstos
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53
(EAE+TcES) fue tratado hasta el día de sacrificio, mientras que el otro grupo (EAE+TcES-
W) dejó de recibir el tratamiento el día 19 PI. Todos los ratones fueron sacrificados el día
28 PI y las células de bazo, sangre, CLNs, SNC y cavidad peritoneal fueron extraídas y
teñidas para detección de células mieloides. A partir de una región grande y granular se
delimitóuna segunda región grande y CD11b+, a partir de la cual se realizaron todos los
análisis. Los gráficos muestran el número total de células triple positivas en la región de
10,000 células (a) así como las frecuencias de las células triple-positivas (b). Los datos
mostrados son representativos de dos experimentos independientes con media y SEM
calculadas a partir de grupos con n=6. La diferencia estadística se determinó por la prueba
t de Student de dos factores y fue descrita mediante los siguientes criterios: *** P ˂ 0.001,**
P ˂ 0.01 y * P ˂ 0.05.
54
13. Discusión y conclusiones
La EM es una de las enfermedades autoinmunes más prevalentes e importantes,
dentro de aquellas que afectan al SNC, y la EAE es el modelo animal más utilizado
para estudiarla y buscar nuevas opciones de tratamiento, así como vías para
regularla. Los helmintos, por otra parte, han demostrado tener una potente
capacidad para regular la inflamación, por lo que en la última década se ha
estudiado su potencial para modular múltiples enfermedades inflamatorias (159).
La habilidad de varios helmintos para modular la EAE se ha puesto a prueba,
con grados de éxito variables. Así, T. crassiceps (122), S. mansoni (119), T.
pseudospiralis (165) y F. hepatica (166) han demostrado tener la capacidad de
modular la EAE en asociación con una respuesta Th2 rica en IL-4, IL-10 y TGF-β,
pero baja en TNF-α, IFN-γ, IL-17 e IL-23. Asimismo, múltiples poblaciones celulares
reguladoras fueron detectadas en dichas pruebas, como los MAAs, CMSs, Tregs y
CDi; todas capaces de suprimir la proliferación de células T. En franco contraste,
las infecciones con S. venezuelensis (167) y T. spiralis (168), no fueron capaces de
modular la enfermedad, pese a que indujeron semejantes cambios en la respuesta
immune. Así, aparentemente es la ausencia de un infiltrado inflamatorio en el SNC
el rasgo inmunoregulador que mejor se correlaciona con la habilidad de cada
helminto para inhibir el desarrollo de la patología. Esto dado que S. venezuelensis
y T. spiralis no lograron inhibir el infiltrado inflamatorio mientras que los otros
helmintos sí pudieron (Tabla 6).
Tabla 6. Regulación de EAE por helmintos.
Helminto Modelo de
EAE
Incidencia Grado
clínico
Retraso
de
signos
(días)
Leucocitos
asociados al
efecto
Citocinas involucradas Ref.
T. crassiceps MOG35-55 ≈ 50% 0.5/5 1 MAAs, Th2 Altas IL-4/10 bajas
IFN-ɣ, TNF-α, IL-17
T. pseudospiralis MOG35-55 ≈ 67% 1.5/5 11 Th2 Altas IL-4/5/10; bajas
IL-1β/6/17 IFNɣ, TNFα
S. mansoni MOG35-55 ≈ 57% 1.5/5 ≈ 2 Th2 Altas L-4/5/10; bajas
IL-12, IFNɣ, TNFα
F. hepatica MOG35-55 N.E. 1/5 2
Th2, Tregs, CDi,
MAAs,
eosinófilos y
CMSs
Altas TGFβ; bajas IFNɣ,
IL-17
55
S. venezuelensis MBP 100% 3/5 0 Ninguna N.S.
T. spiralis SCTH 100% 2/4 ≈ 1 Th2, Tregs
Altas IL-4/10; bajas IL-
17, IFNɣ
MOG= Myelin Oligodendrocyte Protein; MBP= Myelin Basic Protein; SCTH; Spinal Cord
Tissue Homogenate; N.S.= No especificado;
Más aún, la infección con T. crassiceps es capaz de modular el desarrollo de
otras enfermedades inflamatorias como la colitis (162) y diabetes tipo 1 (124) en
asociación con mecanismos similares e impidiendo la infiltración inflamatoria del
órgano blanco, sugiriendo así que los helmintos, y en especial T. crassiceps, actúan
para inhibir la inflamación en múltiples formas, pero el desvío del infiltrado
inflamatorio de los órganos blanco hacia la periferia parece ser de vital importancia.
En el presente estudio, nos basamos en experimentos realizados con
anterioridad usando al parásito vivo (122), pero reemplazándolo con factores de
secreción/excreción producidos por el mismo (TcES) para evaluar su impacto en el
desarrollo de la EAE. Nuestros principales hallazgos son que la administración del
TcES modula la EAE con gran potencia, sin importar si los animales son inoculados
al principio del relapso, o cuando la patología se encuentra en un estadio más
avanzado. La potencia reguladora del tratamiento es incluso mayor que la
observada para la dexametasona, cuando éste es administrado desde el inicio del
relapso. De manera importante, muchos rasgos inmunoreguladores están
asociados con la efectividad del tratamiento, incluyendo la inducción de un ambiente
Th2 rico en IL-4 e IL-10, pero bajo en TNF-α, IFN-γ e IL-17A, así como en el
reclutamiento de poblaciones supresoras como las CMSs y los MAAs PD-L1+ PD-
L2+. Más aún, dichos cambios parecen inducir respuestas proliferativas bajas en
células T, que son aún menores en células estimuladas con MOG35-55 que en
aquellas estimuladas con anti-CD3. Adicionalmente, el TcES evita el infiltrado
inflamatorio de la médula espinal, como sugieren nuestros datos histológicos y de
citometría de flujo para leucocitos en el parénquima nervioso (Fig. 18), además del
meta-análisis de los mecanismos de acción de diversas infecciones con helmintos
(Tabla 6).
56
Fig. 18. Propuesta de mecanismos de regulación de la EAE por el tratamiento con TcES.
Durante la inmunopatología de la EAE se concentran CMs y linfocitos autoreactivos en el
bazo y CLNs (1), para después migrar por el torrente sanguíneo (2) hacia el parenquima
nervioso (3). Cuando el TcES es inoculado de forma IP el patrón de migración de dichos
leucocitos se altera, siendo éstos reclutados hacia la cavidad peritoneal en vez de migrar
hacia el SNC, como ocurre normalmente (4). En la cavidad peritoneal los macrófagos se
activan alternativamente y las CMs adquieren un fenotipo supresor con lo cual bloquean la
respuesta proliferativa de los linfocitos (5) e inducen un ambiente de tipo Th2, con lo que
disminuyen las respuestas Th1/Th17 (6). En conjunto, dichos cambios bloquean la
inflamación patogénica del SNC, reduciendo los signos de EAE.
El desarrollo de EAE se ha asociado fuertemente con respuestas inmunes de
tipo Th1 y Th17 exacerbadas (169), ya que muchos efectos patogénicos en EAE/EM
son dependientes de las citocinas que en estas respuestas se secretan. En primera
instancia la IL-17A disminuye la expresión de proteínas de unión estrecha, con lo
cual incrementa la permeabilidad de la BH, facilitando la migración de leucocitos
hacia el SNC (170). Más aún, dicha citocina recluta y activa neutrófilos al SNC,
donde éstos inducen daño a la mielina mediante la secreción de radicales libres
(171) y promueven la apoptosis de oligodendrocitos, junto con altos niveles de TNF-
α, impidiendo así la regeneración de la mielina (87). Por su parte, TNF-α activa y
recluta monocitos en el SNC para promover la neurodegeneración dependiente de
ON e impedir la diferenciación y función de poblaciones neuroprotectoras (88). Así,
la regulación de ambas citocinas parece ser importante para la ralentización de la
enfermedad.
57
Incluso, la inducción de un ambiente Th2 rico en IL-4 e IL-10 parece importante
para inhibir la EAE, ya que se ha demostrado que ambas citocinas se correlacionan
con una enfermedad más benigna y respuestas Th1 y Th17 más suaves (172). En
este apartado, T. crassiceps y sus productos S/E han demostrado ser capaces de
inhibir la respuesta de maduración de las CDs frente al LPS (152, 154, 173) y la
activación de macrófagos con IFN-γ (160), disminuyendo así la secreción de
citocinas Th1 y Th17, mientras promueven la inducción de linfocitos Th2. Así, los
efectos a nivel celular del TcES podrían ser responsables del viraje hacia Th2 que
aquí describimos en dependencia del tratamiento.
Dado que la EAE es dependiente de la activación de las células T, la inhibición
de su capacidad proliferativa es otra estrategia de importancia para el alivio de los
síntomas. De hecho, la expresión de moléculas inhibitorias de los linfocitos como
aquellas de la vía PD-1/PD-Ls se ha ligado a la regulación de la EAE (174). En
específico, las CMSs PD-L1+ PD-L2+ han demostrado ser capaces de modular la
EAEmediante la supresión de la proliferación de linfocitos (175). En el presente
estudio describimos que el tratamiento con TcES es capaz de inducir la expresión
de PD-L1 y PD-L2 en macrófagos durante el desarrollo de la EAE, lo cual no fue
observado en ratones tratados con BSA, sugiriendo que este efecto específico
podría ser responsable de la inhibición de la proliferación de linfocitos así como de
la supresión de su diferenciación hacia Th1/Th17. Así, pensamos que la inducción
de CMSs y células F4/80+ PD-L1+ PD-L2+ pudo tener un importante impacto en la
regulación de la respuesta autoinmune.
Por otra parte, se ha descrito que los monocitos (176, 177) y neutrófilos (62, 178)
infiltrados en el SNC median la degradación de la mielina por la secreción in situ de
radicales libres de vida media corta, como el NO, resultando tan críticos para la
patogénesis de la enfermedad como las células T (61). Más aún, se ha descrito que
muchas drogas anti-EM funcionan por la inhibición del infiltrado inflamatorio del SNC
(179), ya sea promoviendo la reparación de la barrera hematoencefálica (180),
modulando negativamente (181) o bloqueando (182) factores de adherencia celular
o dirigiendo las células inflamatorias hacia la periferia (183, 184). De cualquier
forma, los parásitos y sus productos parecen tener en común la inhibición del
infiltrado del SNC (159). En el presente estudio describimos que el TcES es capaz
de inhibir la infiltración del parénquima nervioso por células T CD4+ y CD8+, así
como por CM CD11b+ Ly6C+ Ly6G+, y que dicho fenómeno parece ser dependiente
de la alteración de la ruta normal de migración celular. Notablemente, cuando el
tratamiento fue suspendido, la materia blanca fue nuevamente invadida por dichas
células, sugiriendo que los productos de T. crassiceps modulan la EAE en parte por
la deflexión de las células inflamatorias hacia la periferia, en vez de que éstas se
infiltren al SNC, como normalmente harían (Fig. 18). Esto hace necesaria la
administración constante del antígeno para bloquear el desarrollo de la patología.
Otros antígenos inmunoregulatorios derivados de helmintos, como el soluble
egg-antigen (SEA) (120) o la lacto-N-fucopentosa III (LNFPIII) (185) (ambos
producidos por S. mansoni) han demostrado ser capaces de modular la EAE. Dicho
efecto ha probado ser dependiente del efecto que dichas moléculas tienen sobre las
DCs, pues reducen su capacidad para secretar IL-1β, IL-6, IL-12 y TNF-α mientras
aumentan su producción de IL-10 y TGF-β (186). Dichos cambios en las APCs
principales del sistema inmune inducen profundos cambios en la respuesta inmune
58
completa, ya que durante la inoculación de estas moléculas se reclutan MAAs (117),
Bregs (187) y Tregs, junto con una fuerte polarización hacia Th2 por parte de los
linfocitos (188). Se ha descrito que los componentes del SEA son reconocidos por
lo menos por TLR2 (186) y SIGNR1 (189), por lo cual sus vías de señalización
podrían ser importantes para la modulación de la EAE. Por otra parte, el TcES es
reconocido por la lectina de macrófagos galactosa tipo C (MGL), el receptor de
manosa (MR) y TLR2 en DCs, induciendo señales que bloquean su maduración.
En la misma línea de pensamiento, el TcES es un grupo de glicoproteínas de
peso >50 kDa que ejerce múltiples efectos en diversas células para modular la
actividad inmunológica. Así, es capaz de modular la respuesta de las CDs y los
macrófagos ante varios ligandos de TLRs, principalmente por la fosforilación de
Raf1, lo cual aparentemente inhibe las vías de señalización de p38 y NFkB,
reduciendo así la secreción de citocinas pro-inflamatorias por parte de las CDs y
llevándolas a un fenotipo tolerogénico capaz de inducir polarización hacia Th2 en
los linfocitos vírgenes (152, 160, 190, 191). Igualmente, el antígeno inhibe en
macrófagos la activación de STAT1 en respuesta a IFN-γ, mediante la fosforilación
de SHP-1 y SOCS3. Así, es capaz de reducir su capacidad de secretar NO, por lo
cual el TcES podría actuar a éste nivel para reducir la neurodegradación.
Adicionalmente, este mecanismo disminuye la producción de citosinas
proinflamatorias por parte de dichas células, lo cual podría influir en la respuesta
inmune global, disminuyendo su potencia inflamatoria (160). En conjunto, dichos
efectos pueden ser responsables de la regulación negativa de la producción de
TNF-α, IFN-γ e IL-17A, así como de la supresión de la proliferación de linfocitos,
que se reportan aquí. Probablemente dichos efectos también sean responsables de
la anulación del infiltrado celular que se observó, pero una investigación más
orientada a responder dicha pregunta es necesaria para confirmar semejante
especulación.
Nuestros datos indican que el TcES puede ser una opción válida para el futuro
desarrollo de un droga anti-EM, y sus mecanismos de acción pueden resultar de
interés para el desarrollo de drogas anti-EM en general. Obviamente, un estudio
más profundo del antígeno es necesario para detectar las moléculas más potentes
y específicas de su composición que se asocian con su actividad anti-EAE, ya que
sabemos que la fracción de peso mayor o igual a los 50 kDa tiene por lo menos 5
bandas de glicoproteínas que pierden su actividad regulatoria cuando se degradan
sus carbohidratos (152). Pese a esto, se desconocen su composición y cuáles de
sus fracciones son activas inmunológicamente. Dicho conocimiento sería útil para
el futuro desarrollo de un fármaco.
59
14. Anexos
14.1 Glosario de abreviaturas
AFC: Adyuvante de Freund completo
AIF: Adyuvante incompleto de Freund
Arg1: Arginasa-1
ASH: Antígenos solubles del huevo de S. mansoni
AUC: Área bajo la curva
BSA: Albúmina sérica de bovino
CDi: Células dendríticas inmaduras
CDI: Índice cumulativo de la enfermedad
CMHII: Complejo de mayor histocompatibilidad II
CMSs: Células mieloides supresoras
CDs: Células dendríticas
CPA: Células presentadoras de antígeno
CPM: Cuentas por minuto
EAE: Encefalomielitis autoinmune experimental
EAE+BSA: Ratones enfermos con tratamiento control de 250µg de BSA
EAE+TcES: Ratones enfermos tratados con 250µg de TcES
EAE+TcES-L: Ratones enfermos tratados con 250µg de TcES administrados de
forma tardía.
EAE+TcES-W: Ratones enfermos tratados con 250µg de TcES administrados de
forma temprana y con una suspensión tardía del tratamiento.
ELISA: Ensayo de inmunoabsorbencia ligado a enzimas
EM: Esclerosis múltiple
EM-P: Esclerosis múltiple-progresiva
EM-PP: Esclerosis múltiple-primaria progresiva
EM-RR: Esclerosis múltiple-relapsante remitiente
EM-SP: Esclerosis múltiple-secundaria progresiva
HLA: Antígeno leucocitario humano
IFN-ɣ: Interferón-ɣ
60
IgG1: Inmunoglobulina G1
IL-1: Interleucina-1
IL-4Rα: Receptor-α de interleucina-4
iNOS: Óxido nítrico sintasa inducible
IP: intraperitoneal
MAAs: Macrófagos alternativamente activados
MCP1: Proteína quimioatrayente de macrófagos
MCAs: Macrófagos clásicamente activados
MMR: Receptor de manosa de macrófagos
MOG: Glicoproteína mielina de los oligodendrocitos
NLCs: Nódulos linfáticos cervicales
NO: Óxido nítrico
PBM: Proteína básica de la mielina
PBS: Buffer salino de fosfatos
PECs: Células del exudado peritoneal
PD-1: Muerte celular programada-1
PD-L1: Muerte celular programada-Ligando1
PI: Post-inducción
PLP: Proteína proteolipídica
LCR: Líquido cefaloraquídeo
PtTx: Toxina de Pertussis
SNC: Sistema nervioso central
SSS: Solución salina estéril
STAT6: Transductor de señales y activador de la transducción-6
TcES: Anígeno excretado/secretado por T. crassiceps de alto peso molecular (≥50
kDa)
TcSol: Antígenos totales solubles de T. crassiceps
TGF-β: Factor de crecimiento transformante-β
Th1: T cooperadora tipo 1
TLRs: Receptores tipo Toll
61
Tregs: Células T reguladoras
USD: Dólares americanos
VIH: Virus de inmunodeficiencia humana
14.2 Inducción de EAE
Reactivos Péptido MOG35-55: Péptido MOG35-55 de rata, viales de 5 mg (LifeTein, NJ,
USA). Hidratar el stock con PBS filtrado a 5 mg/ml.
Toxina de Pertussis (PtTx): Viales de 50 µg de PtTx de Bordetella pertussis
(List Laboratories, CA, USA). Hidratar el stock con agua inyectable a 50
µg/ml.
Adyuvante de Freund completo: Adyuvante de Freund incompleto (AIF),
viales de 10 ml. Mycobacterium tuberculosis liofilizada, 100 mg. Disolver el
contenido de un vial de M. tuberculosis en dos viales de AIF dentro de un
tubo de 50 ml y agitar en vórtex por 5 min. Concentración final 5 mg/ml.
Procedimiento por ratón
Tomar 30 µl del stock de MOG y llevarlos a 100 µl con PBS estéril, poner la
solución en una caja Petri.
Agregar 100 µl de AFC en la caja Petri.
Emulsificar en un mezclador de tres vías los contenidos de la caja Petri
usando jeringas de 3 ml. Mezclar por 15 min o hasta que la emulsión se
vuelva blanca y dura.
Mezclar en vórtex por 10 min.
Poner una gota de la emulsión sobre un espejo de agua. Volver a mezclar si
se desintegra la gota.
Cargar la emulsión en jeringas de 1 ml con puntas de 25G.
Inyectar 200 µl de la emulsión dividida entre 4 puntos de los cuartos traseros
del ratón.
Tomar 12 µl del stock de PtTx y llevarlos a 200 µl, inyectarlos de forma IP el
día de la inducción y dos días después.
62
14.3 Tabla de antígenos secretados/excretados por helmintos.
Tomada de (118).
63
14.4 Productos de investigación
Durante el estudio de mi doctorado pude, junto con mis colegas, producir los
siguientes artículos que fueron publicados en revistas indexadas de alto impacto:
1) Peón AN, Ledesma-Soto Y, Olguin JE, Bautista-Donis, M, Sciutto-Conde E,
Terrazas LI. 2017. Helminth Products Potently Modulate Experimental
Autoimmune Encephalomyelitis By Down-Regulating Neuroinflammation And
Promoting A Suppressive Microenvironment. Mediators Inflamm. In Press
2) Peón AN, Terrazas LI. 2016. Immune-Regulatory Mechanisms of Classical
and Experimental Multiple Sclerosis Drugs: A Special Focus on Helminth-Derived
Treatments. Curr Med Chem. PMID:26947777 Citas: 2
3) Peón AN, Ledesma-Soto Y, Terrazas, LI. 2016. Regulation of immunity by
Taeniids: lessons from animal models and in vitro studies. Parasite Immunology
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5) Espinoza-Jimenez A, Peón AN, Terrazas LI. 2012. Alternatively activated
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Citas:42
64
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Biomed Res Int 2015: 615865
1. Portada
2. Índice
3. Dedicatoria
4. Agradecimientos
5. Resumen
6. Introducción
7. Justificación 8. Hipótesis 9. Objetivo General 10. Objetivos Particulares
11. Materiales y Método
12. Resultados
13. Discusión y Conclusiones
14. Anexos
15. Referencias