Tuberculosi pulmonar: com evitar el pas de granuloma a cavitat. Estudi de la inflamació en la patogènesi de la malaltia tuberculosa i desenvolupament de noves estratègies terapèutiques

Abstract

La tuberculosi (TB) és una epidèmia global causada per Mycobacterium tuberculosis (Mtb) amb 8,6 milions de malalts i 1,3 milions de morts cada any. El tractament actual amb antibiòtics és molt llarg, car, i presenta efectes adversos. Quan una persona s’infecta amb Mtb pot controlar la infecció en el 90% dels casos (infecció latent), desenvolupant només lesions microscòpiques al pulmó: granulomes de 0,5mm de diàmetre, invisibles en una radiografia. En el 10% restant la infecció no es controla i es desenvolupen lesions més grans, típicament cavitats d’uns 20mm en adults immunocompetents. La clau per comprendre la patogènesi de la TB activa és la formació de grans cavitats a partir de granulomes de 0,5mm. En aquesta tesi s’ha desenvolupat un model murí, mitjançant la infecció endovenosa de ratolins C3HeB/FeJ amb la soca virulenta de Mtb H37Rv, que desenvolupa lesions amb necrosi granulomatosa central i liqüefacció molt similars a les lesions prèvies a la cavitació en humans. Les lesions creixen de forma exponencial en part degut a la infiltració neutrofílica massiva, i en part degut a la coalescència de les lesions properes. Els estudis comparatius amb la soca resistent C3H/HeN i l’ús d’antiinflamatoris no esteroideus (AINEs) en el model han confirmat que la inflamació és un factor clau en el desenvolupament de la TB activa, i també que els AINEs podrien utilitzar-se com a tractament coadjuvant en la TB pulmonar en adults immunocompetents, ja que en frenar la inflamació ajuden a controlar la malaltia. D’altra banda s’ha desenvolupat un mètode profilàctic que mitjançant l’administració oral de dosis baixes de micobacteris inactivats indueix tolerància al Mtb, i en conseqüència una resposta immunitària més equilibrada, amb contenció de la resposta Th17, resultant en una millora de la supervivència, la càrrega bacil·lar i la histopatologia dels ratolins. Conclusions: S’ha desenvolupat un model murí de TB activa, s’ha caracteritzat el paper que té la inflamació en el desenvolupament de cavitats, concretament la infiltració massiva de neutròfils, s’ha proposat l’ús d’AINEs com a tractament coadjuvant de la tuberculosi activa en adults immunocompetents, i s’ha desenvolupat un nou mètode profilàctic que podria evitar la malaltia mitjançant la inducció de tolerància oral al Mtb que s’aconsegueix amb l’administració oral de dosis baixes de micobactèries inactivades.

La tuberculosis (TB) es una epidemia global causada por Mycobacterium tuberculosis (Mtb) con 8,6 millones de enfermos y 1,3 millones de muertes cada año. El tratamiento actual con antibióticos es muy largo, caro i presenta efectos adversos. Cuando una persona se infecta con Mtb puede controlar la infección en el 90% de los casos (infección latente), desarrollando solamente lesiones microscópicas en el pulmón: granulomas de 0,5mm de diámetro invisibles en una radiografía. En el 10% restante la infección no se controla y se desarrollan lesiones mayores, típicamente cavidades de unos 20mm en adultos inmunocompetentes. La clave para comprender la patogénesis de la TB activa es el paso de granulomas de 0,5mm a cavidades de gran tamaño. En esta tesis se ha desarrollado un modelo murino mediante la infección endovenosa de ratones C3HeB/FeJ con la cepa virulenta H37Rv de Mtb, que desarrolla lesiones con necrosis granulomatosa central y licuefacción, muy similares a las lesiones previas a la cavitación en humanos. Las lesiones crecen de forma exponencial debido en parte a la infiltración neutrofílica masiva, y en parte a la coalescencia de las lesiones vecinas. Los estudios comparativos con la cepa resistente C3H/HeN y el uso de antiinflamatorios no esteroideos (AINEs) en el modelo han confirmado que la inflamación es un factor clave en el desarrollo de la TB activa, y también que los AINE podrían utilizarse como tratamiento coadyuvante en la TB pulmonar en adultos inmunocompetentes, dado que en frenar la inflamación ayudan a controlar la enfermedad. Por otro lado se ha desarrollado un método profiláctico que mediante la administración oral de dosis bajas de micobacterias inactivadas induce tolerancia al Mtb, y en consecuencia una respuesta inmunitaria más equilibrada, conteniendo la respuesta Th17, resultando en una mejora de la supervivencia, la carga bacilar y la histopatología de los ratones. Conclusiones: Se ha desarrollado un modelo murino de TB activa, se ha caracterizado el papel de la inflamación en el desarrollo de cavidades, concretamente de la infiltración masiva de neutrófilos, se ha propuesto el uso de AINEs como tratamiento coadyuvante para la tuberculosis activa en adultos inmunocompetentes, y se ha desarrollado un nuevo método profiláctico que podría evitar la enfermedad mediante la inducción de tolerancia oral al Mtb que se consigue con la administración oral de bajas dosis de micobacterias inactivadas.

Tuberculosis (TB) is a global epidemic caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb). In 2012 an estimated 8,6 million of people developed TB and 1,3 million died from the disease. The current treatment with antibiotics is expensive, long-lasting and presents adverse effects. When people are infected with Mtb the infection is controlled in the 90% of the cases, developing microscopic lesions in the lungs, 0,5mm of size granulomas, invisibles to the X-rays. In the other 10% the infection is not controlled and bigger lesions are developed: in immunocompetent adults the most characteristic lesion is a cavity sized about 20mm of diameter. The clue to understand active TB pathogenesis must be the development of 20mm cavities from 0,5mm granulomas. In this work a murine model has been developed through the endovenous infection of C3HeB/FeJ mice with H37Rv virulent strain of Mtb, which develops lesions presenting central granulomatous necrosis and further liquefaction, very similarly to the lesions previous to cavity formation in human patients. The lesions grow exponentially due to massive neutrophilic infiltration and coalescence of neighbour lesions. The comparative studies with the resistant mice strain C3H/HeN and the use of non-steroidal anti-iflammatory drugs (NSAIDs) in the model confirmed that inflammation is clue in the active TB development, and also that NSAIDs could be use as adjunctive therapy in the treatment of pulmonary TB in immunocompetent adults, through control of excessive inflammation. On the other hand, a prophylactic method has been developed consisting on induction of tolerance to Mtb through oral administration of low doses of heat-killed mycobacteria, driving to a more balanced immune response, limiting Th17 development and resulting in a better outcome of mice in terms of survival, histopathology and bacillary load in lungs. Conclusions: A murine active TB model has been developed, and the role of inflammation in cavity formation characterized, namely the role of massive neutrophilic infiltration. The use of NSAIDs has been proposed as an adjuvant treatment of active TB in immunocompetent adults, and a new prophylactic method has been developed that could avoid the disease by induction of oral tolerance to Mtb through the administration of heat killed micobacteria at low doses.