Dilucidan en un estudio el mecanismo de la respuesta inmune contra el paludismo

Células presentes en la pulpa roja del bazo controlan y eliminan en la sangre al parásito causante de la enfermedad durante los primeros días de infección

Por Elton Alisson

Agência FAPESP – Científicos del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICB) de la Universidad de São Paulo (USP) dilucidaron uno de los mecanismos que emplea el sistema inmunológico para controlar la presencia de los parásitos causantes del paludismo –protozoarios del género Plasmodium– en la sangre del huésped.

Este trabajo se llevó a cabo en colaboración con colegas del Instituto de Química de la USP, del Instituto Gulbenkian de Ciencia, de Portugal, del Medical Center Research, del Reino Unido, de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp) y de la Université d’Orléans, en Francia.

Los científicos descubrieron que células dendríticas, presentes en grandes cantidades en la pulpa roja del bazo, se activan para contener y eliminar parásitos en la sangre durante los primeros días de infección mediante fagocitosis (engolfado e ingestión) de glóbulos rojos (hematíes o eritrocitos) infectados.

La descripción de este descubrimiento, producto de la investigación doctoral intitulada “Caracterización de los mecanismos efectores de la inmunidad innata y adquirida en el modelo de paludismo crónico en ratones CD28KO infectados por el Plasmodium chabaudi”, realizada con Beca de la FAPESP, salió en un artículo publicado en la revista PLoS Pathogens.

“Constatamos que enseguida después de la infección por el parásito, las células dendríticas comienzan a fagocitar eritrocitos infectados, y que desempeñan un papel sumamente importante al limitar la parasitemia inicial [la cantidad de parásitos existente en el torrente sanguíneo], como así también en la activación de la respuesta inmune contra estos patógenos”, dijo Henrique Borges da Silva, posdoctorando en el ICB de la USP con Beca de la FAPESP y primer autor del estudio.

De acuerdo con Da Silva, ya se sabía que la pulpa roja del bazo es un zona del organismo especializada en el control de infecciones transmisibles por la sangre, tal como es el caso de la malaria o paludismo, debido a que posee grandes poblaciones de macrófagos, células con alta capacidad para eliminar eritrocitos viejos o infectados mediante fagocitosis, además de algunos tipos de microorganismos causantes de enfermedades (patógenos).

Con todo, no se sabía de qué modo contribuyen específicamente otras células fagocíticas o fagocitos presentes en esa región del órgano en la eliminación de patógenos de la sangre, tales como los plasmodium causante de la malaria, explicó Da Silva.

Como existe una gran población de células dendríticas en la pulpa roja del bazo, los científicos plantearon la hipótesis de que ese tipo celular podría ejercer ese papel al fagocitar eritrocitos infectados por plasmodium.

Con el fin de evaluar dicha hipótesis, inocularon por vía intravenosa una cepa transgénica y fluorescente del parásito Plasmodium chabaudi en ratones transgénicos C57BL6.CD11c-YFP, que presentan células dendríticas del bazo (esplénicas) coloreadas con una proteína fluorescente llamada Yellow Fluorescent Protein (YFP).

En diferentes tiempos luego de la infección, analizaron las interacciones entre hematíes infectados por el parásito transgénico y fluorescente con las células dendríticas esplénicas de los ratones mediante el empleo de un microscopio confocal intravital, un aparato capaz de detectar fluorescencia en distintas profundidades y producir imágenes tridimensionales de distintas capas de un tejido, para permitir la observación de órganos enteros en organismos vivos.

Los experimentos se realizaron en parte en el Centro de Facilidades para la Investigación (Cefap) del ICB-USP, una de las facilities financiadas por el Programa de Equipos Multiusuarios de la FAPESP.

Los análisis de las imágenes tridimensionales producidas mediante esa técnica indicaron que las células dendríticas esplénicas de los ratones reconocieron y fagocitaron activamente eritrocitos infectados durante la etapa aguda de la infección sanguínea por plasmodium.

En esa fase –que empieza el primer día, una vez producida la infección, antes de que surjan los primeros síntomas de la enfermedad en ratones–, una parte de la población de células dendríticas esplénicas migró hacia regiones ricas en linfocitos T y estimuló la acción de células T CD4+ –de suma importancia para el sistema inmunológico–, activando la respuesta inmune adaptativa del huésped a la infección, aseveraron los investigadores.

“Es la primera vez que se demostraron directamente in vivo [en un organismo] e in situ [en un órgano viable] las interacciones entre las células dendríticas esplénicas y los hematíes infectados, y un nivel tan alto de fagocitosis a cargo de esas células del sistema inmunológico del bazo”, declaró Da Silva a Agência FAPESP.

“Los estudios realizados anteriormente con el objetivo de evaluar la fagocitosis de eritrocitos infectados por otros tipos de células del sistema inmunológico del bazo mediante el empleo de otras técnicas, tales como la citometría de flujo, reportaban porcentajes muy bajos, que no coincidían con el grado de parasitemia que observábamos en ratones infectados con plasmodium, ni tampoco con la importancia del bazo para la eliminación de los parásitos informada anteriormente”, comentó.

El control de la parasitemia

Con el fin de evaluar si la capacidad de eliminación de parásitos mediante fagocitosis por parte de las células dendríticas esplénicas contribuía en el control de la parasitemia, y, por consiguiente, en el aumento de la supervivencia de ratones infectados, los científicos realizaron un segundo conjunto de experimentos, en los cuales primeramente inocularon la toxina de la difteria humana (DTx) en ratones transgénicos CD11c-DTR.

La DTx induce la eliminación de células dendríticas en esa especie transgénica de ratón, explicó Da Silva. “Cuando tratamos a esos ratones con la toxina diftérica humana, todas sus células dendríticas esplénicas fueron eliminadas”, afirmó.

Luego de inocular la DTx en los ratones, infectaron a los animales con parásitos Plasmodium chabaudi, con el fin de evaluar la importancia de las células dendríticas esplénicas en la evolución de la infección.

Los investigadores observaron que, en ausencia de células dendríticas esplénicas, los ratones presentaron parasitemia y mortalidad, como consecuencia de la infección por el parásito, en un grado mayor que los animales a los que no se les aplicaron inyecciones de la toxina diftérica humana.

“Los resultados de este ensayo indicaron que, al menos en nuestro modelo experimental de malaria, las células dendríticas esplénicas resultan fundamentales para contener la fase aguda de la infección sanguínea por plasmodium”, dijo Da Silva.

Los científicos también constataron que ya durante los primeros dos días después de la infección, los ratones transgénicos que recibieron inyecciones de DTx presentaron un alto grado de parasitemia en comparación con los no infectados previamente con la toxina diftérica humana.

Una de las hipótesis que esgrimieron para explicar ese grado tan elevado de parasitemia en la tapa aguda de la infección indica que la falta de células dendríticas esplénicas imposibilitó en parte la eliminación directa de los hematíes infectados por el plasmodium.

“El hecho de que al comienzo de la infección la parasitemia sea mucho mayor en ausencia de células dendríticas esplénicas indicó que el papel fagocítico de esas células puede ser importante para contener la cantidad de parásitos circulantes en la sangre”, dijo Da Silva.

Los científicos también observaron que las células dendríticas esplénicas sólo parecían alcanzar el estadio total de maduración luego de que la parasitemia llegaba a un pico y era controlada, cosa que sucede al final de la fase aguda de la infección.

Sólo cuando llegan al estadio total de maduración, las células dendríticas esplénicas logran, por ejemplo, estimular la producción de células T CD4+ de memoria, que son fundamentales para responder o contener nuevas infecciones ocasionadas por el plasmodium causante del paludismo, explicó Da Silva.

“Este descubrimiento puede ser de utilidad para el desarrollo o la mejora de estrategias de inmunización, especialmente para la etapa sanguínea de la infección por plasmodium, cuando se producen las principales respuestas inmunes contra el parásito”, sostuvo Da Silva.

Uno de los próximos pasos del estudio consistirá en investigar de qué manera las células dendríticas esplénicas reconocen y fagocitan eritrocitos infectados, comentó el investigador.

Puede leerse el artículo intitulado “In vivo approaches reveal a key role for DCs in CD4+ T cell activation and parasite clearance during the acute phase of experimental blood-stage malaria” (doi: 10.1371/journal.ppat.1004598), de Da Silva y otros, en la revista PLoS Pathogens, en: http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1004598.