Interacciones de Brucella abortus con la inmunidad innata del sistema nervioso central como determinante de patogénesis de la neurobrucelosis

• Autores: García Samartino, Clara
• Año de publicación: 2010
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Giambartolomei, Guillermo H.
• Materia: B. ABORTUS; LIPOPROTEINAS; INMUNIDAD INNATA; NEUROBRUCELOSIS; ASTROGLIOSIS; B. ABORTUS; LIPOPROTEINS; INNATE IMMUNITY; NEUROBRUCELLOSIS; ASTROGLIOSIS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La invasión al sistema nervioso central (SNC) por bacterias del genero Brucella resulta en un desorden inflamatorio llamado neurobrucelosis. En este trabajo nosotros presentamos evidencia in vivo e in vitro mostrando que B. abortus y sus lipoproteínas activan la inmunidad innata del SNC, originando una respuesta inflamatoria que lleva a la astrogliosis, una característica típica de neurobrucelosis. Inyecciones intracraneales de B. abortus muerta por calor (HKBA) o de la proteína de la membrana externa 19 (Omp19), una lipoproteína de B. abortus utilizada como modelo, indujeron astrogliosis concomitantemente con un infiltrado neutrofilico en el cuerpo estriado de los ratones. La infección de astrocitos y microglia con B. abortus incitó la secreción de IL-6, IL-1beta, TNF-alfa, MCP-1 y KC (CXCL1). HKBA también estimuló la liberación de estos mediadores inflamatorios, sugiriendo la independencia de la viabilidad bacteriana en este fenómeno e implicando a un componente estructural de la bacteria. De acuerdo con esto, Omp19 indujo el mismo patrón de secreción de citoquinas y quimiocinas. La respuesta inflamatoria desencadenada por Omp19 estuvo mediada por TLR2, ya que cultivos de células gliales provenientes de ratones TLR2 KO no promovieron la secreción de mediadores proinflamatorios. Sin embargo este receptor no media la infección ni la replicación de la bacteria en astrocitos o en microglía. La infección con B. abortus promovio apoptosis de astrocitos pero no de microglia. HKBA y Omp19 indujeron, no solo la apoptosis de los astrocitos sino también su proliferación, dos de las caracteristicas que se observan durante la astrogliosis. La proliferación inducida por HKBA y Omp19 disminuyó en presencia de Ac anti-IL-6. Por otro lado, la apoptosis promovida por los 2 estímulos fue completamente suprimida en células provenientes de ratones deficientes del receptor p55 de TNF-alfa o cuando se agregó a los cultivos el inhibidor general de caspasas Z-VAD-FMK. Por lo tanto, IL-6 contribuye a la proliferación de astrocitos, y la senalización de TNF-alfa vía TNFR1 a través de caspasas determina la apoptosis, cuando son estimulados con B. abortus y sus lipopoproteínas. Los resultados de esta tesis son prueba de principio de que las lipoproteínas de Brucella podrían ser determinantes de patogenia claves en neurobrucelosis, y que la astrogliosis podria contribuir a la patogénesis de la misma.
Central nervous system (CNS) invasion by bacteria of the genus Brucella results in an inflammatory disorder called neurobrucellosis. In this study we present in vivo and in vitro evidence showing that B. abortus and its lipoproteins activate the innate immunity of the CNS, eliciting an inflammatory response that leads to astrogliosis, a characteristic feature of neurobrucellosis. Intracranial injection of heat killed B. abortus (HKBA) or outer membrane protein 19 (Omp19), a B. abortus lipoprotein used as a model, induced astrogliosis with concomitant neutrophil's infiltrate in mouse striatum. Infection of astrocyte and microglia with B. abortus induced the secretion of IL-6, IL-1beta, TNF-alpha, MCP-1 and KC (CXCL1). HKBA also induced these inflammatory mediators, suggesting independency of bacterial viability and involvement of a structural component of the bacterium. Accordingly, Omp19 induced the same cytokine and chemokine secretion pattern. TLR2 mediated the inflammatory response induced by Omp19 since cultures from TLR2 KO mice did not induced the secretion of proinflammatory mediators. However, this receptor is not envolved in the infection or replication of the bacteria inside astrocytes or microglia. B. abortus infection induced astrocyte, but not microglia, apoptosis. HKBA and Omp19 elicited not only astrocyte apoptosis but also proliferation, two features observed during astrogliosis. Proliferation induced by HKBA and Omp19 was diminished in the presence of anti-IL-6 antibody, and apoptosis induced by both stimuli was completely suppressed in cells of TNF-alpha receptor p55-/- mice or when the general caspase inhibitor Z-VAD-FMK was added to cultures. Hence, IL-6 contributes to astrocyte proliferation, and TNF-alpha signaling via TNFR1 through the coupling of caspases determines apoptosis, as elicited by B. abortus and its lipoproteins. Our results provide proof of the principle that Brucella lipoproteins could be key virulence factors in neurobrucellosis, and that astrogliosis might contribute to neurobrucellosis pathogenesis.
Fil: García Samartino, Clara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.