Respuesta inmune en la enfermedad inflamatoria intestinal. El uso de probióticos

2. INMUNIDAD INNATA

En los vertebrados, la respuesta defensiva del huésped contra los microorganismo patógenos se divide en dos clases efectoras, la respuesta inmune innata y la respuesta inmune adaptativa o adquirida.

El sistema inmune innato es la primera línea de defensa, proporciona una respuesta de protección inmediata contra las infecciones y, además, ayuda a iniciar la respuesta inmune adaptativa. Es un sistema inespecífico, lo que permite que el cuerpo responda rápidamente a los estímulos, y no confiere inmunidad duradera. La respuesta inmune innata está mediada  por una gran variedad de células incluyendo células epiteliales, neutrófilos, células dendríticas, monocitos, macrófagos, células NK, eosinófilos y basófilos. Estas células actúan juntas para iniciar la inflamación mediante la secreción de citoquinas, quimiocinas, y agentes microbianos. Esto conduce a la fagocitosis de células infectadas y microorganismos, la presentación de antígenos, y la activación del sistema inmune adaptativo (5, 6, 11).

Esta forma de inmunidad es iniciada por el reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos (pathogen-associated molecular patterns, PAMP), entre los que se encuentran componentes de la pared celular de bacterias como lipopolisacáridos (LPS), peptidoglicanos o ácidos teicoicos, y otros componentes de hongos, levaduras y protozoos; y está mediada por receptores de reconocimiento de patrones (pattern recognition receptors, PRRs), incluyendo receptores de tipo toll (toll-like receptors, TLRs) situados en la superficie celular y encargados de mediar los procesos de fagocitosis, y receptores NOD localizados en el citoplasma e inductores de las vías de activación de mediadores proinflamatorios. Entre las proteínas NOD, las mutaciones en NOD2, pueden afectar a la capacidad del sistema inmune de la mucosa para detectar organismos que conducen a una eliminación microbiana defectuosa y a una estimulación antigénica persistente. Esto a su vez puede dar lugar a la inflamación de  la mucosa y a la pérdida de control en la regulación de las vías pro-inflamatorias, que posiblemente podrían conducir al desarrollo de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) (3, 4, 5, 11).

La activación de los PRRs inicia una cascada intracelular de cinasas que produce una translocación de factores de transcripción desde el citoplasma al núcleo. El factor de transcripción mejor conocido es el NF-Kappa- β. Este factor provoca un aumento de la proliferación celular y diferenciación de los macrófagos, potenciando así su actividad fagocítica; y promueve la activación de genes para la liberación de quimiocinas y citoquinas proinflamatorias como TNFα, IL-6 o IL-12, `por parte de las células epiteliales. Por otra parte, la actividad presentadora de antígenos de las células dendríticas es activada. Esta activación es necesaria para la maduración de las células dendríticas y la presentación de los antígenos a las T naive (Th0), creando un vínculo entre la detección del microorganismo patógeno, la inmunidad innata y la adquirida (3, 11, 12).

En la repuesta inmunitaria de la mucosa intestinal, los antígenos luminales pueden penetrar en la mucosa intestinal y alcanzar el GALT a través de distintas vías. Los enterocitos constituyen una posible vía de entrada de antígenos, aunque su recubrimiento de glicocálix rico en enzimas hidrolíticas impide la entrada de agregados macromoleculares y microorganismos. En otros casos, las células dendríticas pueden captar antígenos luminares proyectando sus dendritas a través de los espacios entre enterocitos gracias a la expresión de proteínas asociada a las uniones estrechas.

Sin embargo, la entrada a través de las células M constituye la vía más conocida. Las células M, al carecer de recubrimiento de glicocálix, favorece la adhesión y captación de antígenos luminales a través de receptores presentes en la superficie apical, tales como TLR4. Una vez efectuada la captación, muchos de estos ligandos son traslocados hacia la lámina propia. Las células M internalizan los antígenos luminales mediante mecanismos  de endocitosis o fagocitosis y los transportan a través de sus vesículas hacia la membrana basolateral, donde son liberados al espacio extracelular.

Esta membrana presenta una profunda invaginación que alberga linfocitos y macrófagos, encargados de procesar los antígenos para la posterior presentación antigénica. Las células dendríticas y macrófagos expresan receptores de reconocimiento para estos ligandos, y por tanto, son capaces de conectar la inmunidad innata con la adaptativa, a través de la activación de los linfocitos T naïve de los folículos linfoides y de las placas de Peyer, pudiendo dirigir la respuesta hacia un perfil Th1 (respuesta inmune celular) o Th2 (respuesta inmune humoral), dependiendo del tipo de patógeno y el ambiente de citoquinas circulante (8, 11, 13, 14).

3. INMUNIDAD ADQUIRIDA

El sistema inmune adaptativo, en comparación con el innato, es altamente específico y confiere inmunidad de larga duración. Se compone de células T y B que cuando se activan generan respuestas efectoras mediante citoquinas (respuesta celular) y anticuerpos (respuesta humoral). Se cree que el sistema inmune adaptativo a través del aumento de estas citoquinas proinflamatorias impulsadas por subconjuntos de linfocitos T efectores o colaboradores (Th) o por células T reguladoras (Tregs), es el principal contribuyente en la patogénesis de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) (6).

En general, las células M captan y transportan los antígenos luminales hacia las células presentadoras de antígeno (APC). Las APC interiorizan y procesan los antígenos hasta péptidos antigénicos que se expresan en la membrana plasmática asociados a moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) para ser reconocidos por el receptor de células T (TCR).

En respuesta al estímulo recibido por las células presentadoras de antígenos, las células T diferenciadas maduran hacia células T efectoras (Th1 o Th2), con diferente función basada en el perfil de citosinas que secretan, o bien hacia células T reguladoras (Th3 o Tr1). El exceso de células T efectoras conduce a una sobreproducción de citoquinas proinflamatorias destinadas  a eliminar el agente patógeno. Una vez conseguido su objetivo, las citoquinas antiinflamatorias, destinadas a eliminar el agente patógeno, por ejemplo, la IL-10, las células Th3 y los factores tróficos, detienen la respuesta inflamatoria. Un defecto en este mecanismo frenador conduce a una grave agresión inflamatoria tisular y a la aparición de manifestaciones clínicas de la enfermedad. La abundancia de células T reguladoras, por el contrario, determina la tolerancia inmune y la anergia (8, 14).

La inflamación producida en el intestino a causa de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) posee características predominantes para cada tipo de enfermedad. La enfermedad de Crohn (EC) se manifiesta con un perfil de citoquinas del tipo Th1, que inducidas por IL-12 producen una cantidad de INF-ϒ, TNF-α e IL-12; mientras que la colitis ulcerosa (CU) se ha considerado una enfermedad mediada por células Th2 que liberan citoquinas IL-4, IL-5 e IL-13 (5, 6).

Una respuesta inmune Th1, asociada a enfermedad de Crohn (EC), comienza con la activación de las APC. Estas células una vez activadas presentan antígenos a las células T naïve en el contexto del MHC de clase II. La presentación de antígenos se acompaña de la secreción de  IL-12, la cual interacciona con su receptor específico en las células T naïve, determina la activación del factor de transcripción STAT-1 y la expresión de Tbet, responsable de la diferenciación a Th1. Una vez diferenciadas, las células Th1 comienzan a expresar IFN-ϒ bajo el control de Tbet, el cual aumenta la sensibilidad de las células T a la IL-12 y promueve la activación de macrófagos. Estos últimos, a su vez, producen radicales libres y citoquinas proinflamatorias como TNF-α o IL-6. En este mecanismo aparentemente simple otras citoquinas entran en juego, como la IL-18, la IL-21 y la IL-23, con papeles en la evolución del proceso inflamatorio crónico.

Recientemente un subconjunto Th adicional ha sido descrito, las células Th17. Estas células producen IL-17 e IL-22, ambas son citoquinas proinflamatorias capaces de promover la destrucción del tejido local. Estas células Th17 se activan por la combinación de IL-6 y TGF-β.  En su caso, IL-6 es una citoquina capaz de activar genes antiapoptóticos en los linfocitos T intestinales, lo que conduce a la acumulación de células T y a la perpetuación de la respuesta inflamatoria (8, 12, 15).

En el caso de la colitis ulcerosa (CU), los antígenos penetran en la barrera epitelial, en individuos susceptibles genéticamente, y son presentados por las APC, lo que a continuación  da lugar a una respuesta Th2 que incluye tanto a las células T como a las T NK. Una vez activadas, estas células secretan un patrón de células que incluye la IL-13 y la IL-5, dando  lugar a la inflamación y al daño tisular típico de la colitis ulcerosa. De forma paralela a la activación de células NK se encuentra la producción de autoanticuerpos por parte de las células B. Se generan autoanticuerpos específicos dirigidos contra autoantígenos: anti-pANCA y anti-tropomiosina). La reactividad cruzada de los anticuerpos p-ANCA con antígenos derivados de las bacterias intestinales indica que la estructura reconocida por p-ANCA está altamente conservada y expresada en la flora bacteriana comensal. En el caso de los anticuerpos anti-tropomiosina reaccionan con antígenos bacterianos pudiendo derivarse hacia una reactividad dirigida contra antígenos propios. Pero aun con todo, los autoanticuerpos no parecen jugar un papel principal en la patogenia de la colitis ulcerosa, sino un reflejo de la sensibilización del sistema inmune primero a los antígenos bacterianos y, posteriormente, a los autoantígenos (12).

En definitiva, la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) y sus dos presentaciones principales, la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, se desarrollan como resultado de alteraciones que afectan a estructuras y sistemas destinados a mantener la homeostasis del sistema inmune, como son la barrera epitelial, la inmunidad innata y adquirida, así como los sistemas de regulación encargados de contrarrestar la inflamación.

4. EL USO DE PROBIÓTICOS

La importancia de la microflora intestinal en el desarrollo del sistema inmunológico y en el mantenimiento de la tolerancia oral frente a antígenos ha fomentado la investigación sobre microorganismos con posibles efectos inmunológicos beneficiosos.

Los probióticos se definen como “organismos vivos que cuando se aplican en cantidades adecuadas confieren un beneficio de salud al huésped”. La mayoría de los probióticos contienen bacterias productoras de ácido láctico (LAB) como Lactobacillus. Otros probióticos conocidos son Bifidobacterium sp., una cepa de la bacteria gram-negativa  Escherichia  coli Nissle 1917; la levadura Saccharomyces boulardii o el preparado VSL#3.

Los mecanismos por los que las bacterias probióticas provocan sus efectos no se entienden completamente. Se cree que se comportan como microorganismos comensales en el tracto gastrointestinal, donde interaccionan con el sistema linfoide intestinal asociado a la mucosa o GALT desempeñando un papel primordial en el proceso de la respuesta inmunitaria; desarrollando así inmunotolerancia por interacción de sus PAPM específicos con algunos tipos específicos de TLR de células dendríticas y enterocitos. Este efecto parece mediado por la activación de las células T reguladoras (Tregs).

El hecho de que bacterias comensales y probióticos interactúan con el sistema inmune del huésped es aceptado e ilustrado en experimentos in vitro e in vivo. Sin embargo los mecanismos moleculares implicados siguen siendo poco conocidos. El impacto de los probióticos en el sistema inmune del huésped está siendo investigado con el objetivo de desarrollar nuevos métodos que permitan modular la inmunidad del huésped (11, 16).

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