Receptores tipo Toll: entre el reconocimiento de lo

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RECEPTORES TIPO TOLL: ENTRE EL RECONOCIMIENTO DE LO NO PROPIO INFECCIOSO Y LAS SEÑALES ENDÓGENAS DE PELIGRO VOL. 25 NUM. 2/ 2006 y GRO-a/CXCL1 que atraen otros neutrófilos y MIP-3α/CCL20 que recluta CD inmaduras. Por el contrario, no expresan genes de quimiocinas específicos de LT, LB, CD maduras ni de LTh2. Es interesante anotar que la activación de los neutrófilos con LPS y LTA altamente purificado inhibe su apoptosis e incrementa su vida media útil más allá de 6- 10h (25) . Estos resultados en conjunto sugieren que la activación de los neutrófilos vía TLR no se asocia con la inmunidad adaptativa, sino más bien con una expansión de la inmunidad innata tanto en magnitud como en duración con el fin de conceder el tiempo necesario para que el sistema inmune adaptativo genere inmunidad esterilizante y de memoria (26) . Por otro lado, los macrófagos también expresan TLR y su activación es responsable no sólo de la producción de citocinas pro-inflamatorias sino también de los procesos de formación del fagolisosoma. Los macrófagos de ratones knock out para TLR2 y TLR4 (TLR2 x 4 –/– ) internalizan menos bacterias, generan menos fagolisosomas y tienen menor actividad bactericida que los de tipo silvestre (27) . Otra función importante de los macrófagos que se modula vía TLR es la síntesis de moléculas involucradas en la reparación tisular. Este efecto está mediado por redes más complejas en las que participa la adenosina. La adenosina es una molécula protectora durante estados de estrés celular que estimula en los macrófagos la secreción de citocinas anti-inflamatorias y reduce la de citocinas pro-inflamatorias; sin embargo en presencia de algunos PAMP como LPS, el perfil de citocinas del macrófago no sólo deja de ser pro-inflamatorio sino que cambia a angiogénico mediante la inducción del factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF) (28) y la disminución simultánea de TNF-α (29) . No es claro aún el mecanismo responsable de la expresión incrementada de VEGF pero teniendo en cuenta que ni el receptor de adenosina (A2AAR) ni los TLR inducen niveles elevados de VEGF, este sinergismo para la inducción del factor angiogénico sugiere la existencia de un puente entre inflamación post-infecciosa y reparación tisular (Fig. 2) (30) . En este aspecto, es importante mencionar que el LPS puede estimular la producción de endotelio tanto in vitro como in vivo. En un estudio con líneas de células endoteliales humanas cultivadas sobre perlas inertes recubiertas de gelatina y embebidas en fibrina, se observó que el LPS podía inducir la germinación de la capa celular y que este efecto dependía de la vía de señalización TLR4-TRAF6- NFκB y JNK. Además es de resaltar que este hallazgo se corroboró in vivo mediante la evidencia de neovascularización de la membrana corioalantoidea de embriones de pollo tratados con LPS (31) . Mastocitos: Dependiendo de su origen tisular, los mastocitos expresan diferentes TLR. Por ejemplo, los mastocitos humanos derivados de sangre de cordón umbilical expresan 120 Figure 2. Los TLR sinergizan con el A2AAR en la inducción de VGEF (Adaptado de Olah, M. Mol Inter. 2003:370-374) (30) . TLR1, TLR2, TLR6, MD-2 y MyD88 y en presencia de PG de S. aureus y de zymosan, sintetizan GM-CSF, IL-1β, RANTES y leucotrienos aunque no se degranulan; por el contrario el estímulo con Pam3Cys induce degranulación pero bajos niveles de mediadores proinflamatorios (32) . Curiosamente también se ha observado que los mastocitos humanos estimulados con PG pueden secretar histamina y sintetizar un perfil de citocinas pro-Th2 (TNF-α, IL-5, IL-10 e IL-13) (33) . Por su parte, los mastocitos derivados de sangre periférica expresan TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6, TLR7 y TLR9 y sintetizan TNF-α, IL-1β, IL-5 y GM-CSF en respuesta al estímulo con PG, LPS, flagelina y CpG-A. Por su parte, algunos virus dsRNA y el poli I:C inducen producción de IFN-α/β, señalando que los TLR de los mastocitos también pueden alertar sobre la presencia de infecciones virales( 34) . Es probable que la estimulación de los mastocitos vía TLR sea importante en la polarización de las CD presentes en el tejido afectado y/o que amplifique la respuesta del hospedero a la infección por patógenos; sin embargo, también podría ser responsables de la inflamación crónica en sitios ricos en mastocitos tales como la piel y los pulmones (32) . Células NK: Aunque las células NK participan en la respuesta inmune contra los microorganismos, su capacidad de reconocer y ser activadas directamente por los patógenos no es clara. Como es de esperarse por su participación en la defensa antiviral, las células NK expresan TLR3 y responden a la estimulación con poli I:C incrementando la expresión

INMUNOLOGÍA M. MESA-VILLANUEVA, P.J. PATIÑO de TLR3 y CD69 y la secreción de IL-6, IL-8 e IFN-γ (35) . También se ha observado activación de las células NK humanas cultivadas con IL-12 en respuesta al estímulo con dsRNA y CpG vía TLR3 y TLR9 respectivamente. En respuesta a estos PAMP, las células NK expresan CD69 y CD25, liberan TNF-α e IFN-γ e incrementan su actividad citolítica sobre células tumorales (36) . Las NK también responden directamente al estímulo con PAMP derivados de protozoarios y bacterias; por ejemplo responden vía TLR2 a lipofosfoglicanos (LPG) de Leishmania, induciendo la producción de IFN-γ y TNFα (37) . También son activadas por la proteína A de la membrana externa de Klebsiella pneumoniae (ligando de TLR2) y la flagelina (ligando de TLR5) que inducen la producción de IFN-γ y la liberación rápida de α-defensinas, amplificando así la respuesta innata (38) . Aparte de su amplia distribución en las células del sistema inmune innato, también se ha observado expresión de TLR en los LTreg y en los LB. En ratones por ejemplo, se detectó la expresión de TLR4, TLR5, TLR7 y TLR8 en LTreg CD4+ CD25+. La estimulación de estas células con LPS indujo un incremento en la expresión de marcadores de activación, su proliferación y aumento de su actividad supresora sobre los LT efectores CD4+CD25– (39) . De acuerdo con estas observaciones se ha postulado que después de la activación inicial de los LTh, este mecanismo podría contribuir al control de la respuesta inmune evitando el desarrollo de reacciones de autoinmunidad. Linfocitos B: Además de su participación en la respuesta inmune adaptativa, los LB tienen características de APC porque se activan cuando detectan moléculas mediante los TLR. A diferencia de los LB murinos que expresan TLR4 y TLR9 constitutivamente, la expresión de los TLR en LB humanos es regulada durante su desarrollo y maduración. Los LB vírgenes (CD19+CD27-) expresan la mayoría de TLR en bajos niveles y la expresión de TLR9 y TLR10 se induce rápidamente luego de activación vía BCR. Por el contrario, las células de memoria (CD19+CD27+) expresan TLR6, 7, 9 y 10 en niveles constitutivamente elevados, especialmente TLR7 y TLR9 y proliferan en respuesta a su agonista, el CpG. Con base en estos experimentos, se concluyó que los LB de memoria proliferan y se diferencian a células secretoras de Ig en respuesta a CpG en tanto que los LB vírgenes sólo lo hacen si simultáneamente son activados por el BCR. De acuerdo con estas observaciones, los TLR regulan la respuesta de Acs en una forma independiente de LT y de manera diferente durante la respuesta primaria y la secundaria. Por eso se ha propuesto el siguiente orden de eventos: En la respuesta primaria, el Ag primero se une al BCR y activa la expresión de TLR9, luego el Ag y el ligando de TLR9 se internalizan en el endosoma y se activa la transcripción de los genes involucrados en la respuesta de los LB; De esta forma se previene la activación policlonal y se asegura la inducción de genes en respuesta a un Ag determinado. En contraste, la expresión constitutiva de los TLR en los LB de memoria permite la activación policlonal de la población completa de memoria facilitando la generación de una respuesta rápida40. El TLR9 también puede modular la respuesta de los LB dependiente del LT. Específicamente se evidenció que la producción de IL-6, TNF-α e IL-10 por los LB vírgenes y de memoria estimulados con CD40L se incrementaba en presencia de CpG. Además, la combinación de los dos estímulos indujo la síntesis de IL-12p70 y la secreción de IgM sin necesidad de entrecruzamiento del BCR. Curiosamente, estos LB fueron capaces de inducir la síntesis de IFN-γ en LTCD4+ en una forma dependiente de IL-12 aunque no pudieron inducir su proliferación. Estos resultados son particularmente interesantes, porque demuestran que los LB podrían regular la polarización de los LTh en la respuesta primaria. En este aspecto, es interesante señalar que el reconocimiento del Ag específico por el BCR induce respuestas Th2; sin embargo, varios estudios indican que luego de estimulación mediada por CD40L, el LB adquiere características de CD con capacidad de captar y presentar Ags exógenos a los LT independientemente del BCR. De esta forma, se puede suponer que el estímulo adicional mediante el TLR9 que induce secreción de IL-12 puede polarizar la respuesta hacia Th1 (41) . EXPRESIÓN DE TLR EN CÉLULAS DE SISTEMAS DIFERENTES AL SISTEMA INMUNE La evidencia creciente de la expresión de los TLR en células no pertenecientes al sistema inmune (Tabla II), sugiere un papel más amplio para estos receptores en la respuesta de los tejidos infectados o lesionados y dan soporte al modelo del peligro para explicar no sólo el inicio de la respuesta inmune sino también del desarrollo de una serie de respuestas metabólicas y de comportamiento que son importantes en la resolución de los estados anormales que amenazan la integridad del hospedero. Fibroblastos: Los productos bacterianos que penetran en el compartimiento subepitelial pueden activar la inmunidad innata al interactuar con células como los miofibroblastos intestinales. Estas células así como las líneas celulares derivadas de ellas, presentan expresión constitutiva de TLR1- 9; además la estimulación con LPS y LTA produce un incremento de TLR2, 3, 4, 6, 7 y de MyD88. En las líneas celulares se observa adicionalmente traslocación de p65 al núcleo, activación de la vía de las MAPK e incremento en la secreción de IL-8 (42) . De modo similar, los fibroblastos 121

RECEPTORES TIPO TOLL: ENTRE EL RECONOCIMIENTO DE LO NO PROPIO INFECCIOSO Y LAS SEÑALES ENDÓGENAS DE PELIGRO VOL. 25 NUM. 2/ 2006<br />

y GRO-a/CXCL1 que atraen otros neutrófi<strong>lo</strong>s y MIP-3α/CCL20<br />

que recluta CD inmaduras. Por <strong>el</strong> contrario, no expresan<br />

genes <strong>de</strong> quimiocinas específicos <strong>de</strong> LT, LB, CD maduras<br />

ni <strong>de</strong> LTh2. Es interesante anotar que la activación <strong>de</strong> <strong>lo</strong>s<br />

neutrófi<strong>lo</strong>s con LPS y LTA altamente purificado inhibe su<br />

apoptosis e incrementa su vida media útil más allá <strong>de</strong> 6-<br />

10h (25) . Estos resultados en conjunto sugieren que la activación<br />

<strong>de</strong> <strong>lo</strong>s neutrófi<strong>lo</strong>s vía TLR no se asocia con la inmunidad<br />

adaptativa, sino más bien con una expansión <strong>de</strong> la inmunidad<br />

innata tanto en magnitud como en duración con <strong>el</strong> fin <strong>de</strong><br />

conce<strong>de</strong>r <strong>el</strong> tiempo necesario para que <strong>el</strong> sistema inmune<br />

adaptativo genere inmunidad esterilizante y <strong>de</strong> memoria (26) .<br />

Por otro lado, <strong>lo</strong>s macrófagos también expresan TLR y su<br />

activación es responsable no só<strong>lo</strong> <strong>de</strong> la producción <strong>de</strong> citocinas<br />

pro-inflamatorias sino también <strong>de</strong> <strong>lo</strong>s procesos <strong>de</strong> formación<br />

d<strong>el</strong> fagolisosoma. Los macrófagos <strong>de</strong> ratones knock out para<br />

TLR2 y TLR4 (TLR2 x 4 –/– ) internalizan menos bacterias,<br />

generan menos fagolisosomas y tienen menor actividad<br />

bactericida que <strong>lo</strong>s <strong>de</strong> <strong>tipo</strong> silvestre (27) . Otra función importante<br />

<strong>de</strong> <strong>lo</strong>s macrófagos que se modula vía TLR es la síntesis <strong>de</strong><br />

moléculas involucradas en la reparación tisular. Este efecto<br />

está mediado por re<strong>de</strong>s más complejas en las que participa<br />

la a<strong>de</strong>nosina. La a<strong>de</strong>nosina es una molécula protectora<br />

durante estados <strong>de</strong> estrés c<strong>el</strong>ular que estimula en <strong>lo</strong>s macrófagos<br />

la secreción <strong>de</strong> citocinas anti-inflamatorias y reduce la <strong>de</strong><br />

citocinas pro-inflamatorias; sin embargo en presencia <strong>de</strong><br />

algunos PAMP como LPS, <strong>el</strong> perfil <strong>de</strong> citocinas d<strong>el</strong> macrófago<br />

no só<strong>lo</strong> <strong>de</strong>ja <strong>de</strong> ser pro-inflamatorio sino que cambia a<br />

angiogénico mediante la inducción d<strong>el</strong> factor <strong>de</strong> crecimiento<br />

d<strong>el</strong> endot<strong>el</strong>io vascular (VEGF) (28) y la disminución simultánea<br />

<strong>de</strong> TNF-α (29) . No es claro aún <strong>el</strong> mecanismo responsable<br />

<strong>de</strong> la expresión incrementada <strong>de</strong> VEGF pero teniendo en<br />

cuenta que ni <strong>el</strong> receptor <strong>de</strong> a<strong>de</strong>nosina (A2AAR) ni <strong>lo</strong>s TLR<br />

inducen niv<strong>el</strong>es <strong>el</strong>evados <strong>de</strong> VEGF, este sinergismo para la<br />

inducción d<strong>el</strong> factor angiogénico sugiere la existencia <strong>de</strong> un<br />

puente <strong>entre</strong> inflamación post-infecciosa y reparación tisular<br />

(Fig. 2) (30) . En este aspecto, es importante mencionar que <strong>el</strong><br />

LPS pue<strong>de</strong> estimular la producción <strong>de</strong> endot<strong>el</strong>io tanto in<br />

vitro como in vivo. En un estudio con líneas <strong>de</strong> células<br />

endot<strong>el</strong>iales humanas cultivadas sobre perlas inertes recubiertas<br />

<strong>de</strong> g<strong>el</strong>atina y embebidas en fibrina, se observó que <strong>el</strong> LPS<br />

podía inducir la germinación <strong>de</strong> la capa c<strong>el</strong>ular y que este<br />

efecto <strong>de</strong>pendía <strong>de</strong> la vía <strong>de</strong> señalización TLR4-TRAF6- NFκB<br />

y JNK. A<strong>de</strong>más es <strong>de</strong> resaltar que este hallazgo se corroboró<br />

in vivo mediante la evi<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> neovascularización <strong>de</strong> la<br />

membrana corioalantoi<strong>de</strong>a <strong>de</strong> embriones <strong>de</strong> pol<strong>lo</strong> tratados<br />

con LPS (31) .<br />

Mastocitos: Dependiendo <strong>de</strong> su origen tisular, <strong>lo</strong>s<br />

mastocitos expresan diferentes TLR. Por ejemp<strong>lo</strong>, <strong>lo</strong>s mastocitos<br />

humanos <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong> sangre <strong>de</strong> cordón umbilical expresan<br />

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Figure 2. Los TLR sinergizan con <strong>el</strong> A2AAR en la inducción <strong>de</strong> VGEF<br />

(Adaptado <strong>de</strong> Olah, M. Mol Inter. 2003:370-374) (30) .<br />

TLR1, TLR2, TLR6, MD-2 y MyD88 y en presencia <strong>de</strong> PG<br />

<strong>de</strong> S. aureus y <strong>de</strong> zymosan, sintetizan GM-CSF, IL-1β, RANTES<br />

y leucotrienos aunque no se <strong>de</strong>granulan; por <strong>el</strong> contrario <strong>el</strong><br />

estímu<strong>lo</strong> con Pam3Cys induce <strong>de</strong>granulación pero bajos<br />

niv<strong>el</strong>es <strong>de</strong> mediadores proinflamatorios (32) . Curiosamente<br />

también se ha observado que <strong>lo</strong>s mastocitos humanos<br />

estimulados con PG pue<strong>de</strong>n secretar histamina y sintetizar<br />

un perfil <strong>de</strong> citocinas pro-Th2 (TNF-α, IL-5, IL-10 e IL-13) (33) .<br />

Por su parte, <strong>lo</strong>s mastocitos <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong> sangre periférica<br />

expresan TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6, TLR7 y TLR9 y<br />

sintetizan TNF-α, IL-1β, IL-5 y GM-CSF en respuesta al<br />

estímu<strong>lo</strong> con PG, LPS, flag<strong>el</strong>ina y CpG-A. Por su parte,<br />

algunos virus dsRNA y <strong>el</strong> poli I:C inducen producción <strong>de</strong><br />

IFN-α/β, señalando que <strong>lo</strong>s TLR <strong>de</strong> <strong>lo</strong>s mastocitos también<br />

pue<strong>de</strong>n alertar sobre la presencia <strong>de</strong> infecciones virales( 34) .<br />

Es probable que la estimulación <strong>de</strong> <strong>lo</strong>s mastocitos vía TLR<br />

sea importante en la polarización <strong>de</strong> las CD presentes en <strong>el</strong><br />

tejido afectado y/o que amplifique la respuesta d<strong>el</strong> hospe<strong>de</strong>ro<br />

a la infección por patógenos; sin embargo, también podría<br />

ser responsables <strong>de</strong> la inflamación crónica en sitios ricos en<br />

mastocitos tales como la pi<strong>el</strong> y <strong>lo</strong>s pulmones (32) .<br />

Células NK: Aunque las células NK participan en la<br />

respuesta inmune contra <strong>lo</strong>s microorganismos, su capacidad<br />

<strong>de</strong> reconocer y ser activadas directamente por <strong>lo</strong>s patógenos<br />

no es clara. Como es <strong>de</strong> esperarse por su participación en<br />

la <strong>de</strong>fensa antiviral, las células NK expresan TLR3 y respon<strong>de</strong>n<br />

a la estimulación con poli I:C incrementando la expresión

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