Interacción de Brucella abortus con células de la barrera epitelial pulmonar

Fil: Alonso Paiva, Iván Mathias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Alonso Paiva, Iván Mathias
Otros Autores: Ferrero, Mariana C.
Formato: Tesis doctoral acceptedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica 2022
Materias:
Ciencias de la vida
Acceso en línea:http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=posgraafa&cl=CL1&d=HWA_7959
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A pesar de ello, existen escasos estudios sobre la interacción de la bacteria con células pulmonares y sobre la respuesta inmune innata montada por tales células en respuesta a la infección. Además, no se conoce con certeza cómo alcanza Brucella la circulación sistémica desde las vías aéreas. En este trabajo nos proponemos evaluar la posible participación de distintas vías de traslocación de la barrera epitelial pulmonar por Brucella abortus, y detectar componentes de la respuesta inmune innata (receptores y factores solubles) que pudieran influir positiva o negativamente sobre esos mecanismos.\nUtilizando modelos bidimensionales de epitelios polarizados humanos establecidos por células alveolares A549 o células bronquiales 16HBE14o-, demostramos que B. abortus no atraviesa por vía paracelular, es decir entre las uniones célula-célula, el epitelio alveolar. Sin embargo, sí logra invadir, replicar y realizar transcitosis a través de los epitelios alveolar y bronquial a partir del día 5 p.i. sin afectar la viabilidad celular ni alterar la función de barrera. El epitelio bronquial secreta la citoquina proinflamatoria IL-6 y la quemoquina IL-8 en respuesta a la infección. Además, observamos que la bacteria utiliza a monocitos como ?caballo de Troya? para migrar a través del epitelio alveolar y que, a su vez, este epitelio infectado tiene un rol fundamental favoreciendo la migración de los monocitos infectados secretando quemoquinas. Sumado a estos mecanismos, nuestros resultados evidencian que la bacteria es capaz de traslocar a través de células M bronquiales para así ganar acceso a la submucosa bronquial.\nHabiendo observado estos procesos de traslocación que explota la bacteria, quisimos sumar complejidad a nuestros estudios para tener una visión más real de la interacción huésped-patógeno tal como ocurriría en el pulmón humano in vivo. Para ello utilizamos un modelo tridimensional de mucosa bronquial compuesto por células epiteliales bronquiales dispuestas sobre fibroblastos pulmonares MRC-5 embebidos en una matriz de colágeno. B. abortus fue capaz de invadir, replicar y atravesar este modelo sin causar citotoxicidad. La mucosa bronquial monta una respuesta inmune mediante la secreción de mediadores proinflamatorios como IL-6, IL-8 y MCP-1 y presenta aumentada la actividad gelatinasa/colagenasa.\nEn base a los resultados obtenidos con el modelo de mucosa bronquial y ya sabiendo que las células epiteliales bronquiales son susceptibles a la infección por Brucella, quisimos averiguar la función de los fibroblastos pulmonares frente a la bacteria. Para tal fin, infectamos fibroblastos MRC-5 y observamos que B. abortus infecta y replica en los mismos, siendo su supervivencia intracelular dependiente del SST4. Dicha infección produjo una respuesta proinflamatoria mediada por IL-6, IL-8 y MCP-1, y aumentó la secreción de MMP2 y MMP9. Asimismo, los fibroblastos responden al estímulo con B. abortus muerta por calor y agonistas TLR secretando citoquinas. Luego, evaluamos la interacción entre células epiteliales bronquiales y fibroblastos. Observamos que la bacteria es capaz de egresar de las células epiteliales 16HBE14o- e infectar fibroblastos MRC-5. Al estimular células MRC-5 con medio condicionado (MC) proveniente de células 16HBE14o- infectadas con B. abortus, las primeras aumentaron significativamente su secreción de IL-6, IL-8, MCP-1. En forma recíproca, el estímulo con MC de fibroblastos infectados indujo en células 16HBE14o- un aumento significativo en la secreción de IL-6 y IL-8.\nLa respuesta inmune pulmonar descripta en los párrafos anteriores no logra impedir el pasaje de la bacteria a la circulación general. Es sabido que el sistema inmune innato puede reconocer ácidos nucleicos microbianos. A fin de comprobar si los receptores citosólicos de ADN microbiano, cGAS y STING, participan en el control de la brucelosis respiratoria infectamos in vitro células y explantos pulmonares aislados de ratones de cepa salvaje y deficientes para estos receptores. Comprobamos que los macrófagos alveolares y explantos pulmonares STING KO presentaron mayores UFC que los ratones normales y cGAS KO. El mismo fenómeno se observó cuando los macrófagos y las células epiteliales pulmonares se trataron con un inhibidor químico de STING antes de la infección. Además, estas células STING KO o las células tratadas con H151 secretaron menos TNF-?, IL-1?, IL-6 y/o IP-10 en respuesta a la infección in vitro por Brucella. Finalmente, infectamos intratraquealmente ratones de cepa salvaje y deficientes para STING. En concordancia con lo observado in vitro, en los pulmones, bazo e hígado de ratones STING KO se detectaron mayores cargas bacterianas y menores niveles de TNF-?, IL-1?, IL-6, IP-10 y/o IFN-?. La fracción acelular del lavado broncoalveolar de los ratones STING KO también presentó menor secreción de citoquinas y quemoquinas, mientras que los macrófagos presentes tuvieron menor activación de NF-?B y de caspasa-1.\nEn conclusión, B. abortus logra atravesar la barrera pulmonar a través de múltiples vías, como ser por transcitosis de los epitelios alveolar y bronquial, por las células M bronquiales y por monocitos infectados vía ?caballo de Troya?. Estos epitelios secretan citoquinas y quemoquinas que atraerían células del sistema inmune para intentar controlar la infección pero que a su vez podrían favorecer la traslocación de la bacteria hacia la submucosa o hacia los capilares para potenciar la diseminación periférica hacia otros órganos como hígado y bazo. Una vez que Brucella alcanza la submucosa, logra infectar y replicar en fibroblastos pulmonares los cuales colaboran con el epitelio bronquial y participan activamente en la respuesta inmune montada. En este contexto pulmonar, el receptor STING es fundamental para controlar la brucelosis respiratoria. application/pdf Mollerach, Marta Quiroga, Florencia Rodriguez, María Eugenia spa Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica info:eu-repo/semantics/openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/ Ciencias de la vida Doctor de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias de la Salud Interacción de Brucella abortus con células de la barrera epitelial pulmonar info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=posgraafa&cl=CL1&d=HWA_7959 https://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/collect/posgraafa/index/assoc/HWA_7959.dir/7959.PDF

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