Estudio de la estimulación de la respuesta innata en mucosas inducida por agonistas en la protección contra <i>pertussis</i>, una enfermedad considerada resurgente

Abstract

Pertussis, tos convulsa o coqueluche es una enfermedad respiratoria aguda que si bien puede afectar a toda la población independientemente de su edad, el grupo de los recién nacidos y los lactantes menores de 6 meses de edad constituyen la población más vulnerable con los mayores registros de hospitalización, internación y muerte (Jackson, 2014; Aguas, 2006). Para el control de esta enfermedad se emplean vacunas que están incluidas en los Calendarios Nacionales de Vacunación. La introducción de la vacunación en forma masiva en los años cincuenta redujo drásticamente la morbilidad y la mortalidad asociada a la enfermedad (Unicef.org). Sin embargo, en los últimos años la enfermedad ha resurgido en varios países incluidos aquellos con altas tasas de vacunación (Wearing, 2009; Mooi, 2001; Warfel, 2014). Argentina por su parte detectó a partir del año 2003 un aumento de casos sostenido presentando la mayor tasa de incidencia en el año 2011: 16/100.000 habitantes. En dicho año también se registró el mayor número de fallecimientos asociados a la enfermedad (76 fallecimientos). Todas las muertes ocurrieron en el grupo de menores de 1 año, excepto cinco casos que ocurrieron en el grupo de 1-4 años (3), 25 a 34 años (1) y mayor de 75 años (1). La situación epidemiológica de la enfermedad en nuestro país y otros ha mostrado que la enfermedad representa en la actualidad un problema grave para la salud pública. Si bien las causas de esta situación se están debatiendo fuertemente, todas apuntan a debilidades en las vacunas: baja efectividad, corta duración de la inmunidad conferida por ellas, adaptabilidad del agente causal a la inmunidad inducida por las vacunas, débil protección contra la infección y la transmisión. El desarrollo de una nueva vacuna requiere entre otros mejorar el conocimiento de la interacción bacteria huésped y de los mecanismos que gobiernan la eliminación por parte del huésped. En este contexto nuestro grupo ha detectado recientemente que la exacerbación de la respuesta innata es capaz de eliminar de los pulmones al agente causal de la enfermedad. Esta estimulación de la respuesta innata (StIR) ha demostrado afectar las infecciones pulmonares en modelos tan diversos como la gripe A, Streptococcus pneumoniae y Aspergillus niger. Nuestro objetivo es caracterizar este fenómeno que hemos detectado recientemente en el contexto de la infección causada por Bordetella pertussis. Este microorganismo es el agente causal de la tos convulsa, una enfermedad resurgente que en la actualidad ocasiona en el mundo alrededor de 16 millones de casos de los cuales 200.000 resultan ser fatales. Esta situación epidemiológica ha profundizado la preocupación sobre esta patología y ha marcado aún más la necesidad de comprender más acabadamente los mecanismos que puedan llevar a la eliminación de B. pertussis del huésped. Para ello nos propusimos profundizar los estudios sobre el fenómeno StIR inducido por el agonista TLR4 (el lipopolisacárido, LPS) en la infección causada por B. pertussis ya que habíamos detectado que el mismo puede eliminar al microorganismo de manera muy efectiva. Para ello trabajamos en ensayos in vivo e in vitro. No sólo analizamos el efecto de StIR en la colonización de B. pertussis sino que caracterizamos a nivel molecular la respuesta desencadenante de dicho fenómeno. Los objetivos específicos de este trabajo fueron los siguientes: • Caracterización in vivo del fenómeno StIR inducido por el LPS en la infección causada por B. pertussis. Para desarrollar este objetivo empleamos el modelo de infección intranasal en ratones ya puesto a punto en nuestro laboratorio (Errea, 2010). Específicamente, realizamos ensayos para establecer la dosis más adecuada del agonista TLR-4 requerida para desencadenar la respuesta StIR. Caracterizamos la cinética del fenómeno y establecimos la mejor condición para estudiarlo. • Identificación de los principales actores y mecanismos involucrados en el fenómeno. Para ello identificamos empleando microscopia de disección laser la región del árbol respiratorio con mayor participación en el fenómeno que desencadena el LPS. Más aún, mediante citometría de flujo identificamos a las poblaciones celulares con potencialidad de jugar un rol clave en el fenómeno StIR. • Evaluación de las especies reactivas del oxígeno y nitrógeno como actores esenciales en la eliminación de B. pertussis. Identificación de las poblaciones celulares que podrían intervenir en la producción de aquellas especies. • Evaluación de la capacidad protectora del agonista TLR utilizado en la inducción del fenómeno StIR. Para alcanzar este objetivo empleamos el modelo de desafío intranasal con 2 dosis de inmunógeno y posterior desafío con una suspensión subletal de B. pertussis. Evaluamos también si la inmunidad humoral podría tener un rol en la protección contra este patógeno. Finalmente repetimos estos estudios sobre la infección causada por B. parapertussis por ser otra de las especies con implicancia en la epidemiología de la enfermedad.