Regulación del balance Th17/Tregs en la inmunoprotección frente a la infección por Clostridioides difficile. BLIMP-1, ¿un modulador clave?

Abstract

Clostridioides difficile (C. difficile) es una bacteria anaeróbica Gram-positiva, que causa infección gastrointestinal asociada al uso de antibióticos. Los síntomas de la infección por C. difficile (CDI, por sus siglas en inglés) varían desde diarrea leve hasta colitis pseudomembranosa y megacolon tóxico, e incluso, presenta altas tasas de recurrencia. La CDI se produce por la alteración de la microbiota intestinal, y de forma contradictoria, su tratamiento, actualmente, consiste en la administración antibióticos, lo cual puede desbalancear aún más a la microbiota del paciente. La transmisión de la bacteria ocurre por la vía fecal-oral, y si bien la forma vegetativa es susceptible al oxígeno, sus esporas pueden persistir en el ambiente, facilitando la reinfección. La patogénesis general de la CDI implica la producción de toxinas, responsables del daño intestinal. La CDI representa un problema relevante tanto a nivel intrahospitalario como comunitario, y su prevalencia exalta la necesidad de nuevas estrategias terapéuticas para mejorar su manejo y reducir su impacto en la salud pública.La respuesta inmune frente a la CDI implica mecanismos innatos y adaptativos. La respuesta inmune innata, en este caso, implica tanto células inmunes (neutrófilos e ILCs), como a la microbiota del hospedador. Con respecto a la inmunidad adaptativa celular en el contexto de la CDI; la respuesta de tipo Th17, mediada por las citoquinas IL-17 e IL-23, puede contribuir tanto a la inflamación y daño intestinal como a la reparación, dependiendo del equilibrio con respuestas supresoras inducidas a través de las células Treg y su producción de IL-10. En este sentido, la proteína de maduración inducida por linfocitos B-1 (BLIMP-1, por sus siglas en inglés) regula la función de las células T, tanto efectoras como regulatorias. Este factor de transcripción restringe la producción de citoquinas asociadas al perfil Th17, en las células Treg Foxp3+ RORγt+ (Tr17), manteniendo una función supresora y previniendo así, respuestas inflamatorias. Además, BLIMP-1 juega un papel crucial en la diferenciación y mantenimiento de células T de memoria residentes de tejido (TRM). Las TRM, al permanecer en los tejidos, proporcionan vigilancia inmunitaria local y una respuesta rápida frente a reinfecciones. La formación de estas células T de memoria, y su residencia, se ha visto reforzada por la señalización a través de la molécula coestimulatoria inducible ICOS. Las TRM tienen no solo un papel importante en la inmunidad frente a infecciones, sino también sobre la inflamación, como en enfermedades inflamatorias intestinales. Se ha reportado que la deficiencia de BLIMP-1 y de HOBIT en las TRM protege contra la colitis, al reducir la respuesta proinflamatoria. La investigación sobre las TRM y su regulación por factores de transcripción como BLIMP1 podría ser clave para el tratamiento de infecciones y enfermedades autoinmunes. Teniendo en cuenta lo mencionado previamente, la patogénesis y la resolución de la CDI dependen de un balance entre los perfiles T efectores Th17/Treg, y particularmente, las células de tipo TRM tendrían un rol esencial en este contexto. Por lo tanto, en este trabajo final de grado se plantean dos hipótesis: 1) El balance Th17/Tregs de las poblaciones celulares residentes de tejido dicta la resolución de la infección por C. difficile; 2) BLIMP-1 tiene un rol clave como modulador de estas poblaciones celulares, que desencadenan la inmunoprotección o, por el contrario, la inmunopatogénesis de la enfermedad. A partir de estas consideraciones, se plantearon dos objetivos específicos: 1) Caracterizar fenotípicamente el balance Th17/Tregs en un modelo murino in vivo de la CDI primaria; 2) Evaluar la implicancia de BLIMP-1 en la protección y/o en la patogénesis de la CDI. A lo largo de la caracterización de la severidad de la CDI en un modelo murino, donde la variación en el peso corporal es uno de los indicadores clave, hemos registrado un descenso, en los primeros días post infección (dpi). En el presente trabajo, se ha demostrado que la carga bacteriana se asocia, en forma positiva, con el score clínico, y con la presencia de daño intestinal en colon y ciego. Así mismo, en la fase aguda de la CDI identificamos un incremento en la tasa de mortalidad. Este trabajo ha hecho foco en el rol de la inmunidad adaptativa frente a la CDI. Centrándonos en la generación de la memoria inmunológica en la CDI, registramos una predominancia de células T de memoria CD8+ en los tres subtipos de memoria analizados (TRM, TCM, TEM), en la lámina propia de los ratones infectados a los 8 dpi. Particularmente, a los 2 dpi se observa una mayor proporción de las células TCM tanto en ganglios mesentéricos como en la lámina propia, mientras que las células TEM predominan a los 8 dpi. Estos resultados sugieren la posibilidad de un modelo lineal de generación de células T de memoria, en el cual las TCM, generadas en la fase aguda de la infección, se diferencian o progresan hacia TEM en etapas más avanzadas. Identificamos además, una modulación positiva de ICOS en las TRM post infección, a nivel de ganglios mesentéricos a los 2dpi.En cuanto a BLIMP-1, registramos un aumento de su expresión a nivel del colon, durante la fase aguda de la CDI, con un descenso progresivo hacia los 5 dpi. Este incremento se asocia con la expresión del factor en células T de ganglios mesentéricos, a los 2 dpi, que luego se visualiza como un aumento de BLIMP-1 en las TRM CD8+, a los 8 dpi. Esto sugiere que la modulación de BLIMP-1 impacta en la generación de memoria en el intestino en las primeras fases de la infección. Nuestros datos reflejan un porcentaje de células BLIMP-1+ que producen IL-17, inferior al 25% en ratones controles o infectados, a 2 y 8 dpi, en ganglio mesentérico y lámina propia. El 75% restante, de las células BLIMP-1+, no producen IL-17, lo que sugiere que podrían clasificarse como TRM supresoras, de acuerdo al rol de BLIMP-1 sobre el locus de il17, reportado previamente. Previamente, nuestro grupo de laboratorio demostró una disminución significativa en el porcentaje de células T CD4+ IL-17+, a nivel de linfocitos de ganglios linfáticos mesentéricos (MLNCs) y de células mononucleares de lámina propia (LPMCs), durante la CDI. En este estudio, observamos que los ratones infectados no presentan un incremento en el porcentaje de TRM IL-17+, en comparación con los controles, independientemente de la expresión de BLIMP-1. En conjunto, los resultados enmarcados en este trabajo final comprenden un primer acercamiento al estudio de la memoria celular, residente de tejido, en el contexto de la infección por Clostridioides difficile; un aspecto que permanece pobremente explorado. El análisis de BLIMP-1, tanto en el contexto de la CDI como a nivel de TRM, indica que este factor regula la diferenciación y función de estas células, influyendo potencialmente en su desarrollo, retención tisular y actividades efectoras. Si bien BLIMP-1 se modula en el contexto de la CDI, queda por comprender si representa un indicador de inflamación o de control de la infección. Finalmente, se puede afirmar que la presencia de células TRM a nivel intestinal se ve influenciada por la CDI, y que su rol parece ser mayormente supresor o regulador, en función de la expresión de BLIMP1. Los resultados de este trabajo final de grado permiten poner en foco ciertos tipos celulares como las células T de memoria residentes de tejido y moléculas como BLIMP-1, como posibles blancos terapéuticos enfocados en el hospedador.