Mecanismos de Expulsin de los Parsitos Intestinales Trichuris

Mecanismos de Expulsión de los Parásitos Intestinales

Trichuris muris - Ciclo Luego de ser ingeridos los huevos eclosionan en el intestino distal y liberarn la larva L 1 que migra a la base de las criptas de Leiberkuhn. Invaden las células epiteliales y se mueven dentro del epitelio en un túnel sincitial. Al madurar se nueven hacia arriva en la cripta y a las 5 se transforman en adultos luego de varias mudas. La parte posterior de los adultos emerge en la luz intestinal para facilitar la nutrición, cópula y subsecuente depósito de huevos.

Localización intracelular de Trichuris muris

Trichinella spiralis- Ciclo El huesped ingiere L 1 enquistada en los músculos del HI. Las larvas se desarrollan en las células intestinales de la base de las vellosidades en el intestino delgado formando un sincitio a través de varias células. Los adultos copulan y la hembra penetra la mucosa y pone pre-larvas L 1 en los vasos linfáticos. Estas entran en las fibras musculares y las transforman en células nodrizas.

Trichinella spiralis -Intestino

Trichinella spiralis- Músculo

Nippostrongylus brasiliensis. Ciclo • Los gusanos adultos viven en el intestino del huésped y ponen huevos que salen con las heces. En el exterior, eclosionan y la larva L 1 continúa el desarrollo hasta L 3 que es infectante. L 3 se traslada y llega a penetrar la piel del hospedero roedor, migrando luego a corazon y pulmones. Llega al espacio aéreo y es ingerida alcanzando el tracto GI donde se adhieren a la pared del intestino delgado transformándose en gusanos adultos. • .

Nippostrongylus brasiliensis. Adulto

Heligmosomoides polygyrus. Ciclo • Los adultos viven en el intestino de roedores, enrollados en las vellosidades intestinales. Las hembras ponen huevos que salen con las heces. Estos eclosionan en pocos días y la L 1 muda hasta L 3 en una semana. Cuando es ingerida L 3 penetra la mucosa intestinal y muda a L 4, lo que genera inflamación y un nódulo en su sitio de penetración. Se transforma rápidamente en adulto y pasa nuevamente a la luz intestinal. Los adultos jóvenes migran a su sitio preferido, el intestino delgado cercano al píloro. Las hembras comienzan la puesta de huevos 2 semanas post infección y lo pueden hacer durante varios meses.

Heligmosomoides polygyrus. Ciclo

Diferencias en los modelos estudiados Especificidad de huésped – Baja en T. spiralis – Alta en H. polygyrus Migración intrahospedero – Parte del ciclo invasiva – N. Brasiliensis – Hábitat sólo intestinal – T. Muris Relación con la pared intestinal - Lumen – A. suum, H. Polygyrus - Parietal intracelular – T. spiralis, T. muris Localización - Intestino delgado – N. Brasiliensis, H. Polygyrus - Intestino grueso – T. Muris Tiempo de infeccion - Infección crónica – T. Spiralis, Ascaris sp. - Expulsión aguda – N. brasiliensis

La expulsión es dependiente de células T CD 4+- Evidencias • • • Ratones timectomizados Ratones desnudos (nude) Tratamiento con Ciclosporina A Experimento de transferencia adoptiva Deplección de células CD 4+

Poblaciones CD 4+ • TH 1: IFN , IL-12, IL-2, LT, Ig. G 2 a • TH 2: IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-13, Ig. G 1, Ig. E

Mecanismos de Activación de los Linfocitos T CD 4+ • TH 1 - IL-12 actúa a través de Stat 4 • TH 2 - IL-14 e IL-13 actúan por su unión con IL-4 Rα que señaliza a través de Stat 6

La expulsión de los nematodes GI está asociada a la respuesta TH 2 • T. muris: cepas sensibles generan respuesta TH 1 y las resistentes una TH 2 • Administración de IFN o anti-IL 4 en cepas resistentes las vuelve susceptibles

Utilización de ratones knock-out para citoquinas TH 2 - Resultados • Tanto IL-4 como IL-13 son necesarias para la expulsión de T. muris • IL-13, pero no IL-4, es necesaria en la expulsión de N. brasiliensis • IL-4, pero no IL-13, es requerida para la eliminación de H. polygyrus

Utilización de ratones knock-out múltiplespara citoquinas TH 2 Resultados • IL-4/IL-9/IL-13 KO: Retardo en la expulsión de N. brasiliensis en cepas de ratones resistentes asociada a citoquinas TH 1. • IL-5/IL-9/IL-13 KO: IL-4 alcanza para compensar y producir eosinofilia, hiperplasia mucosa y mastocitosis • Falta IL-4/IL-5/IL 9 KO para determinar rol de la IL-13

Ratones KO IL-4 Rα / Stat 6 • En T. spiralis y N. brasiliensis confirma que la expusión depende de la acción de IL-4/IL-13 sobre el IL-4 Rα y la activación subsecuente de Stat 6. • En Nb los requerimientos de Stat 6 en la expulsión no dependen de la respuesta TH 2 ya que hay Ig. G 1, eosinofilia y mastocitosis • En T. spiralis es dependiente de Stat 6

¿Porqué las respuestas TH 2 son Stat 6 -dependientes en T. spiralis y Stat 6 -independientes en N. brasiliensis?

Dependencia de Stat 6 • N. brasiliensis genera una respuesta TH 2 pura mientras que T. spiralis produce una respuesta mixta con IFN • La señalización a por medio de Stat 6 pordría requerirse durante la generación de la respuesta primaria TH 2 en presencia de IL-12 e IFN

Stat 6 N. brasiliensis vs T. spiralis • A nichos diferentes respuestas diferentes • N. brasiliensis y H. polygyrus son exclusivamente extracelulares y generan respuesta TH 2 pura • T. spiralis habita dentro de los enterocitos y algunas células caliciformes y genera una respuesta mixta quizás desencadenando la producción de IFN

Conclusiones • La activación de Stat 6 por la unión de IL-4 y/o IL-13 a IL-4 Rα es un requerimiento universal para la protección del huésped contra los nematodes GI. • Los mecanismos efectores inducidos por activación de Stat 6 que son requeridos en los distintos modelos para la protección son diferentes.

Otras Células IL-4 Rα • Evidencia de que células con origen fuera de la médula Osea (no linfocitos ni mastocitos) que expresan IL-4 Rα, son necesarias en la expulsión de N. brasiliensis. • Se puede concluir que las células T se requieren para generar las citoquinas (IL-4 e IL-13) que actúa sobre células no inmunes que producen la expulsión

Mecanismos Efectores • • Mastocitos Células caliciformes – mucus Eosinófilos Anticuerpos Efectos fisiológicos Inflamación intestinal Células epiteliales

Mastocitos

Mastocitos

Mastocitos- Evidencias sobre el rol en la expulsión de los nematodes GI • Participación crucial en Strongyloides venezuelensis y T. spiralis • Poco importantes en N. brasiliensis y T. muris • Estudios en ratones W/Wv deficientes en mastocitos o por anti-IL 3 o IL-4 que bloquean mastocitosis- fallan de prevenir la expulsion de N. brasiliensis

Mastocitos • Pueden jugar un papel como la fuente inicial de inducción de una respuesta TH 2 • Son una fuente de moléculas vasoactivas, proinflamatorias y un número de citoquinas como IL-4 y TNF creando un microambiente inhóspito.

Eosinófilos • Rol discutible • Eosinofilia tesidual y periférica es característica • El uso de ratones IL-5 KO o bloqueo de IL-5 con Ac no previene la expulsión de los helmintos GI • Los ratones transgénicos IL-5 que tienen eosinofiia del 30% no tienen capacidad aumentada de expulsión de T. spiralis

Células Caliciformes- Mucus • Aumento de células caliciformes y cambios cualitativos en el mucus durante la infección de varios parásitos GI • Se ha propuesto que las mucinas pueden envolver al parásito y/o interrumpir la adhesión • La hiperplasia de células caliciformes es un fenómeno CD 4+ TH 2 IL-4 independiente

Células Caliciformes- Mucus N. brasiliensis • Los ratones IL-13 KO a diferencia de los IL -4 KO y los no suprimidos, no pueden eliminar la infección en forma eficiente si bien generan una respuesta TH 2. • Los IL-13 KO no producen hiperplasia de células caliciformes • Conclusión: IL-13 induce la hiperplasia y el mucus facilita la expulsión de N. b

Anticuerpos • Rol dudoso • Alta producción de Ig. G 1 e Ig. E • Gran proporcion de anticuerpos no específicos en T. spiralis y H. polygyrus, sería consecuencia de fuerte respuesta TH 2 • En contra: Transferencia de CD 4+ a los ratones SCID (sin T ni B) induce la expulsión de T. muris. • Stat 6 KO no pueden expulsar N. b a pesar de la gran producción de Anticuerpos • Serían importantes en la respuesta secundaria

Efectos Fisiológicos • El efecto de las diversas citoquinas y células efectoras en el intestino lleva a la generación de un microambiente hostil con aumento de mucus y actividad contráctil propulsora intestinal • IL-4 e IL-13 inducen hipercontractilidad de las células musculares via Stat 6 en ratones infectados por T. spiralis.