Participación de los receptores tipo Toll (TLRs) y efecto de la inmunosenescencia en la respuesta inmunitaria frente a Candida Albicans

Abstract

Candida albicans es la especie más frecuentemente asociada a las infecciones fúngicas invasivas. Dichas infecciones representan una de las principales causas de mortalidad en pacientes inmunocomprometidos, y son también cada vez más frecuentes y graves entre la población anciana, debido, al menos en parte, a alteraciones del sistema inmunitario innato y adaptativo asociadas a la edad (inmunosenescencia). Los receptores tipo Toll (TLRs) son una familia de receptores que están implicados en el reconocimiento inicial del patógeno y en el consiguiente desarrollo de la respuesta inmunitaria innata, encaminada a eliminar al microorganismo en los primeros estadios de la infección, aunque también participan en la generación y regulación de la respuesta adaptativa. Los objetivos de la presente tesis doctoral han sido (1) determinar la participación de los TLRs en la respuesta inmunitaria frente a C. albicans, y (2) estudiar el efecto del envejecimiento (inmunosenescencia) en la respuesta inmunitaria frente al hongo, así como en la expresión y función de los TLRs.<br/>Estudios previos de nuestro grupo habían mostrado que TLR2 es esencial en la defensa frente a las candidiasis, por lo que en la primera parte de este trabajo se ha estudiado la participación de TLR4 (receptor implicado en el reconocimiento de otros hongos) en la respuesta frente a C. albicans. Los resultados obtenidos in vivo e in vitro utilizando un modelo murino de infección y ratones deficientes para este receptor muestran que TLR4 no es esencial en la defensa frente a la candidiasis. Además, empleando células de ratones TLR2-/-, se comprobó que la producción in vitro de citocinas proinflamatorias y Th1 está mediada por TLR2, tanto en respuesta a celulas de C. albicans viables como inactivadas por diferentes métodos (calor, fijación química y tratamiento antifúngico). Resultados adicionales obtenidos empleando linfocitos NK altamente purificados muestran que C. albicans es capaz de inhibir la producción in vitro de IFN-&#61543; inducida por ligandos de los TLRs, lo que puede representar un mecanismo de evasión del sistema inmunitario que contribuya a la virulencia de C. albicans. <br/>Los estudios sobre inmunosenescencia se abordaron empleando una doble aproximación experimental: modelo murino (ratones ancianos) y humano (sangre completa de donantes sanos). Los resultados mostraron que los ratones ancianos son más susceptibles a la candidiasis experimental, lo que se correlaciona con defectos en la producción de citocinas proinflamatorias, una disminución en la expresión de TLR2 en la superficie de macrófagos y una respuesta Th1 disminuida. Por otra parte, empleando sangre humana completa, no se han encontrado deficiencias en la expresión o función de los receptores tipo Toll en células sanguíneas de individuos ancianos sanos que puedan explicar la mayor susceptibilidad a la candidiasis descrita en personas ancianas.

Candida albicans is the species most frequently associated with systemic fungal infections. These infections represent one of the main causes of mortality in the immunocompromised population, and their incidence and severity is also increasing in the aged population due, at least in part, to age-related alterations in the innate and adaptive immune system (immunosenescence). Toll-like receptors (TLRs) are a family of receptors involved in the initial recognition of the pathogen and the subsequent generation of the immune responses. The objectives of this PhD thesis were (1) to determine the participation of TLRs in the immune response against C. albicans, and (2) to study of the effects of aging (immunosenescence) on the immune response against the fungus, as well as on the expression and function of TLRs.<br/>First, we have studied the possible participation of TLR4 in the response against C. albicans. In vivo and in vitro results show that TLR4 is not essential in the defence against candidiasis. Second, we have confirmed the role of TLR2 in protection against C. albicans: the in vitro production of proinflammatory and Th1 cytokines is mediated by TLR2, both in response to viable and non-viable C. albicans cells inactivated by different treatments (heat-killed, formaldehyde-fixed or antimycotic-treated). Additional results obtained using highly-purified NK lymphocytes show that C. albicans is able to inhibit the in vitro production of IFN-&#61543; induced by TLR ligands, an effect that may represent a novel mechanism of immune evasion that contributes to the virulence of C. albicans. <br/>The immunosenescence studies were performed using a double experimental approach: a murine model (aged mice) and a human model (whole blood from healthy donors). The results show that aged mice are more susceptible to experimental candidiasis, and this correlates with defects in the production of proinflammatory cytokines, a diminished TLR2 expression in the macrophages cell surface and an impaired Th1 response. However, no deficiencies were found in neither TLR expression or function in blood cells from aged healthy human donors, that could account for the described increased susceptibility to C. albicans infections in the elderly.