Bacterias comensales respiratorias inmunomoduladoras como probióticos de nueva generación y adyuvantes para vacunas

En este trabajo de tesis se estudió la capacidad de bacterias comensales respiratorias (BCR) o sus partículas semejantes a bacterias (BLP) para regular beneficiosamente las respuestas inmunes innata y adaptativa en el tracto respiratorio, y reducir la severidad de las infecciones producidas por Stre...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Ortiz Moyano, Francisco Ramiro
Otros Autores: Villena, Julio
Formato: Tesis /tesis/tesisDeDoctorado
Lenguaje:Español
Publicado: Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia 2025
Materias:
Bacterias comensales respiratorias
Probióticos de nueva generación
Adyuvante de mucosas
Acceso en línea:https://ridunt.unt.edu.ar/handle/123456789/1253
Aporte de:
Repositorio institucional digital (UNT) de Universidad Nacional de Tucumán
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description En este trabajo de tesis se estudió la capacidad de bacterias comensales respiratorias (BCR) o sus partículas semejantes a bacterias (BLP) para regular beneficiosamente las respuestas inmunes innata y adaptativa en el tracto respiratorio, y reducir la severidad de las infecciones producidas por Streptococcus pneumoniae. Se evaluó además si las BCR inmunomoduladoras o sus BLP pueden ser empleadas como adyuvantes en el desarrollo de nuevas formulaciones vacunales de administración nasal que permitan combatir las infecciones neumocócicas. En la primera etapa se determinó mediante estudios in vivo en ratones, la capacidad de distintas cepas de las especies Corynebacterium pseudodiphtheriticum y Dolosigranulum pigrum, administradas por vía nasal, para mejorar la inmunidad respiratoria innata mediada por TLR2 o inducida por el desafío con S. pneumoniae. Se seleccionaron C. pseudodiphtheriticum 090104 y D. pigrum 040417 por su habilidad para modular diferencialmente la producción de IFN-β, IFN-γ e IL-10 en el tracto respiratorio, reducir el daño inflamatorio mediado por TLR2 e incrementar la protección contra S. pneumoniae. En una segunda etapa se estudió el efecto de las cepas 090104 y 040417, así como de sus BLP, sobre las células inmunes del tracto respiratorio. Los estudios in vivo e in vitro demostraron que las BCR y sus BLP inducen la activación de las células dendríticas pulmonares y de los macrófagos alveolares (MAs). Se observó que C. pseudodiphtheriticum 090104 y su BLP fueron las más eficientes para estimular a los MAs e incrementar su capacidad para producir IFN-γ, IL-6, TNF-α e IL-10 en respuesta al desafío con S. pneumoniae. A continuación de evaluó el efecto de la cepa 090104 y su BLP sobre la inmunidad adaptativa en el tracto respiratorio, estudiando su influencia sobre la inmunidad adaptativa humoral y celular contra S. pneumoniae o contra distintos antígenos empleados en vacunas comerciales (PPV, PCV) o experimentales (PSPF). C. pseudodiphtheriticum 090104 y su BLP incrementaron la producción de anticuerpos específicos contra S. pneumoniae tanto en el tracto respiratorio (IgA e IgG) como a nivel sistémico (IgM, IgG e IgA) así como los niveles de TNF-α, IFN-γ e IL-4, los cuales se correlacionaron con un aumento en la resistencia a la infección neumocócica. La cepa 090104 y su BLP aumentaron además la capacidad de tres vacunas neumocócicas (PPV, PCV y PSPF) de inducir anticuerpos específicos en el tracto respiratorio y en suero, así como de proteger contra la infección primaria con diferentes serotipos de S. pneumoniae, y contra la infección secundaria producida luego del daño inflamatorio pulmonar mediado por el agonista de TLR3 poly(I:C). Finalmente, se efectuaron estudios in vivo, in vitro e in silico destinados a la caracterización fenotípica y genómica de C. pseudodiphtheriticum 090104. Los resultados demostraron la capacidad de la BCR para agregar, cambiar el fenotipo e inhibir el crecimiento de patógenos respiratorios. Se realizaron además ensayos in vivo para analizar la seguridad de la administración nasal de diferentes dosis de la bacteria en ratones infantes y adultos, los cuales se complementaron con análisis in silico empleando el genoma de C. pseudodiphtheriticum 090104, destinados a evaluar genes asociados a su funcionalidad y seguridad. Este trabajo es el primero en demostrar que es posible utilizar BCR para regular beneficiosamente la respuesta inmune contra S. pneumoniae, y que dicha actividad inmunomoduladora es una propiedad dependiente de cada cepa. Los resultados de este trabajo significan un importante avance en el conocimiento de las funciones beneficiosas de miembros de la microbiota respiratoria, al demostrar su habilidad para modular la inmunidad innata y adaptativa e incrementar la resistencia a la infección neumocócica. Los resultados brindan además las bases científicas para proponer a las BCR y a sus BLP como adyuvantes de la mucosa respiratoria que pueden ser empleados en el desarrollo de nuevas formulaciones vacunales destinadas prevención de infecciones respiratorias.
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En la primera etapa se determinó mediante estudios in vivo en ratones, la capacidad de distintas cepas de las especies Corynebacterium pseudodiphtheriticum y Dolosigranulum pigrum, administradas por vía nasal, para mejorar la inmunidad respiratoria innata mediada por TLR2 o inducida por el desafío con S. pneumoniae. Se seleccionaron C. pseudodiphtheriticum 090104 y D. pigrum 040417 por su habilidad para modular diferencialmente la producción de IFN-β, IFN-γ e IL-10 en el tracto respiratorio, reducir el daño inflamatorio mediado por TLR2 e incrementar la protección contra S. pneumoniae. En una segunda etapa se estudió el efecto de las cepas 090104 y 040417, así como de sus BLP, sobre las células inmunes del tracto respiratorio. Los estudios in vivo e in vitro demostraron que las BCR y sus BLP inducen la activación de las células dendríticas pulmonares y de los macrófagos alveolares (MAs). Se observó que C. pseudodiphtheriticum 090104 y su BLP fueron las más eficientes para estimular a los MAs e incrementar su capacidad para producir IFN-γ, IL-6, TNF-α e IL-10 en respuesta al desafío con S. pneumoniae. A continuación de evaluó el efecto de la cepa 090104 y su BLP sobre la inmunidad adaptativa en el tracto respiratorio, estudiando su influencia sobre la inmunidad adaptativa humoral y celular contra S. pneumoniae o contra distintos antígenos empleados en vacunas comerciales (PPV, PCV) o experimentales (PSPF). C. pseudodiphtheriticum 090104 y su BLP incrementaron la producción de anticuerpos específicos contra S. pneumoniae tanto en el tracto respiratorio (IgA e IgG) como a nivel sistémico (IgM, IgG e IgA) así como los niveles de TNF-α, IFN-γ e IL-4, los cuales se correlacionaron con un aumento en la resistencia a la infección neumocócica. La cepa 090104 y su BLP aumentaron además la capacidad de tres vacunas neumocócicas (PPV, PCV y PSPF) de inducir anticuerpos específicos en el tracto respiratorio y en suero, así como de proteger contra la infección primaria con diferentes serotipos de S. pneumoniae, y contra la infección secundaria producida luego del daño inflamatorio pulmonar mediado por el agonista de TLR3 poly(I:C). Finalmente, se efectuaron estudios in vivo, in vitro e in silico destinados a la caracterización fenotípica y genómica de C. pseudodiphtheriticum 090104. Los resultados demostraron la capacidad de la BCR para agregar, cambiar el fenotipo e inhibir el crecimiento de patógenos respiratorios. Se realizaron además ensayos in vivo para analizar la seguridad de la administración nasal de diferentes dosis de la bacteria en ratones infantes y adultos, los cuales se complementaron con análisis in silico empleando el genoma de C. pseudodiphtheriticum 090104, destinados a evaluar genes asociados a su funcionalidad y seguridad. Este trabajo es el primero en demostrar que es posible utilizar BCR para regular beneficiosamente la respuesta inmune contra S. pneumoniae, y que dicha actividad inmunomoduladora es una propiedad dependiente de cada cepa. Los resultados de este trabajo significan un importante avance en el conocimiento de las funciones beneficiosas de miembros de la microbiota respiratoria, al demostrar su habilidad para modular la inmunidad innata y adaptativa e incrementar la resistencia a la infección neumocócica. Los resultados brindan además las bases científicas para proponer a las BCR y a sus BLP como adyuvantes de la mucosa respiratoria que pueden ser empleados en el desarrollo de nuevas formulaciones vacunales destinadas prevención de infecciones respiratorias. Este trabajo de Tesis Doctoral se realizó en el Laboratorio de Inmunobiotecnología del Centro de Referencia para Lactobacilos (CERELA - CONICET, Tucumán, Argentina). Este trabajo fue realizado con el apoyo financiero de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT), el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y el Centro Internacional de Inmunología Nutricional y Agrícola (CFAI – Universidad de Tohoku, Sendai, Japón) 2025-02-27T15:42:02Z 2024 Tesis /tesis/tesisDeDoctorado https://ridunt.unt.edu.ar/handle/123456789/1253 es application/pdf Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia

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