Impacto de la respuesta inmune humoral durante las infecciones con Escherichia coli productor de toxina Shiga (STEC)

Abstract

El síndrome urémico hemolítico típico o post entérico (SUH) es una enfermedad que se caracteriza por la triada anemia hemolítica no inmune, trombocitopenia y falla renal aguda. En el 95% de los casos, el SUH está asociado a infecciones con Escherichia coli productor de toxina Shiga (Stx) (STEC), dentro del cual el 70% de los aislamientos clínicos se corresponde al serotipo O157:H7. En nuestro país, este síndrome presenta un comportamiento endemo-epidémico diagnosticándose de 200 a 400 nuevos casos anuales, presentando la mayor incidencia a nivel mundial, incluso significativamente mayor que en el resto de los países de América Latina. Durante la última década, la tasa de incidencia anual fue de 6-10/100.000 niños menos de 5 años; grupo etario al que afecta principalmente. Estos índices representan el 10-15% de pacientes infectados, ya que el 85-90% resolverá la infección espontáneamente. Actualmente, no existe vacuna para humanos ni tratamientos específicos aprobados para esta enfermedad, y la mayoría de las estrategias en desarrollo buscan inhibir o neutralizar a la toxina. Por todo lo detallado anteriormente, nos propusimos investigar qué mecanismos están involucrados en la resolución de la infección, y utilizar este conocimiento para desarrollar algún método preventivo que contribuya a controlar la infección gastrointestinal y pudiera ser útil en las personas susceptibles a desarrollar la enfermedad sistémica. Para ello, infectamos ratones BALB/c y C57BL/6 a la edad del destete con una cepa STEC y observamos diariamente su estado de morbi-mortalidad. Además, comparamos la respuesta de ambas cepas frente a la intoxicación con Stx y realizamos ensayos de colonización y excreción bacteriana, estudios histológicos de intestino y riñón, análisis funcionales de la permeabilidad intestinal, así como también estudios para evaluar la participación de la microbiota intestinal en las infecciones. Por último, caracterizamos la respuesta inmune humoral antiinfecciosa, la función efectora de los anticuerpos específicos encontrados y su relevancia en la prevención de la enfermedad sistémica. Encontramos que, frente a la misma dosis infectiva, los ratones BALB/c presentan una mayor sobrevida en comparación a los ratones C57BL/6 infectados, los cuales mueren con daño renal. Observamos que los ratones de ambas cepas son igualmente sensibles a la intoxicación con Stx y presentan una carga bacteriana similar. A pesar de esto, encontramos que los ratones C57BL/6 infectados presentan una mayor permeabilidad intestinal y mayor daño histológico, tanto en intestino como en riñón, en comparación con los ratones BALB/c infectados. El principal hallazgo diferencial encontrado entre estas cepas murinas es que los ratones BALB/c desarrollan rápidamente anticuerpos específicos anti-Stx y anti-bacteria con capacidad opsonizante y/o neutralizante, ausentes en los ratones C57BL/6. A su vez, al depletar de linfocitos B a los ratones BALB/c observamos, como es esperado, ausencia de anticuerpos específicos y un significativo incremento en la mortalidad frente a la infección. Estos hallazgos nos permitieron concluir que la rápida producción de anticuerpos anti-bacteria y anti-toxina es central para la definición de las infecciones con STEC y que, si bien no se obtuvieron resultados concluyentes, la microbiota intestinal podría participar en la protección al competir con el patógeno por un mismo nicho ecológico y/o al estimular al sistema inmune de mucosas. Al determinar que los anticuerpos específicos tienen un papel fundamental en la resolución de las infecciones, nos propusimos generar una respuesta inmune humoral en mucosa intestinal capaz de neutralizar los factores patogénicos involucrados en la colonización bacteriana. Seleccionamos a la flagelina H7, una proteína relevante en la patogénesis bacteriana y con alta inmunogenicidad, para realizar planes de inmunización y caracterizar la respuesta inmune humoral y celular específica, así como también la protección de ratones adultos frente a la infección en un modelo de SUH utilizando antibiótico. Observamos que los ratones inmunizados con flagelina H7 presentan altos títulos de anticuerpos específicos en plasma y en materia fecal. Además, desarrollan una respuesta celular T específica con un perfil mixto Th1/Th2/Th17. Encontramos que, frente al desafío infeccioso, todos los ratones inmunizados con flagelina H7 sobreviven hasta la finalización de los experimentos en comparación a los ratones controles, que mueren con daño renal. Estos mecanismos inmunológicos, fundamentalmente la producción de anticuerpos específicos anti-flagelina H7, participan en la protección de los ratones inmunizados frente a la infección con una dosis letal de STEC. Todos los resultados obtenidos en el presente trabajo de tesis nos permiten concluir que la respuesta inmune humoral específica anti-bacteria en la mucosa intestinal es relevante en el control y la resolución de la infección, así como también en la prevención del desarrollo del SUH.