Células innatas supresoras en la cardiopatía chagásica crónica

La enfermedad de Chagas producida por el parásito Trypanosoma cruzi es una enfermedad endémica en América Latina que ha sido exportada a países no endémicos por migración de personas infectadas (1). La enfermedad cursa en dos fases clínicas: aguda y crónica. La aguda es más común en regiones endémicas, particularmente en niños quienes pueden presentar un cuadro febril y signos característicos como el chagoma o el signo de Romaña. La fase crónica en un 70-75% de los casos se caracteriza por ser asintomática o indeterminada. Sin embargo, el 25-30% de los individuos progresan a la fase determinada o sintomática (2), presentando la gran mayoría daño cardiaco y, en menor proporción, compromiso digestivo en colon y esófago. La cardiopatía chagásica crónica (CCC) es la manifestación clínica más importante de la enfermedad por su severidad, frecuencia y morbi-letalidad (3). Aunque existe tratamiento antiparasitario específico contra T. cruzi (benznidazol y nifurtimox), el control de la parasitemia en pacientes crónicamente infectados y con daño cardiaco, no mejora los síntomas o la progresión de la enfermedad. Estos medicamentos son indicados en pacientes asintomáticos, donde aún no existe daño o este es incipiente (4). T. cruzi puede causar daño celular y persistir en los tejidos, incrementando la respuesta inflamatoria. En pacientes con CCC se demostró mediante pruebas moleculares la persistencia del parásito en los tejidos (5), así como la presencia de infiltrado celular, en su gran mayoría de linfocitos T CD8+ y CD4+ y de macrófagos, y en menor proporción, de linfocitos B (6). Nuestro grupo de trabajo ha estudiado la inmuno-patogénesis de la CCC, enfocándose en la respuesta inmune adaptativa de los linfocitos T CD8+, particularmente en la especificad y el fenotipo de los mismos, comparando grupos de individuos con enfermedad de Chagas crónica sin daño cardíaco (IND) y con daño cardiaco (CCC), con individuos sin infección por T. cruzi y pacientes con cardiopatía de origen no-chagásico. Acorde con las observaciones previas de linfopenia en los pacientes con enfermedad de Chagas (7), nuestro grupo evidenció que a diferencia de los pacientes IND, los linfocitos T de los CCC presentan alteraciones de la proliferación (8), así como una menor frecuencia de células T CD8+ TSCM totales, las cuales se encargan de repoblar las otras poblaciones de linfocitos T (9). Igualmente, los pacientes con CCC, en relación a los IND, presentan un menor número de células T CD8+ específicas de antígeno de memoria central y un mayor número de T CD8+ específicas de antígeno con diferenciación tardía (9,10). De forma interesante, los pacientes con CCC tienen mayor frecuencia de linfocitos T CD8+ totales que expresan receptores inhibitorios (CD160, PD-1 y CTLA4) en comparación con los IND (10). Así mismo, después del tratamiento antiparasitario, los IND tienen menor frecuencia de LT CD8+ totales que expresan y co-expresan receptores inhibitorios (CD160, PD-1 y CTLA4) en comparación con los pacientes no tratados (11). Uno de los marcadores de funcionalidad de los linfocitos es su capacidad de secretar citocinas después de estimulación antigénica. Posterior a la evaluación de la producción de IL-2, TNF-α e IFN-γ por una misma célula (multifuncionalidad), se demostró que a medida que progresa la severidad de la enfermedad, disminuye la frecuencia de linfocitos T CD8+ de memoria multifuncionales, caracterizándose la fase más avanzada de la enfermedad por la presencia de células monofuncionales. Así mismo, se encontró que el tratamiento en pacientes asintomáticos se relaciona con una mayor frecuencia de LT CD8+ con potencial multifuncional (9-11). En conjunto, estos resultados indican la existencia de una respuesta inmune celular adaptativa mediada por linfocitos T CD8+ con fatiga clonal. Algunos de estos hallazgos como la pérdida de la capacidad de proliferación, la disminución de la producción de IL-2, la pérdida de la cadena CD3ζ en linfocitos T y la disminución de la expresión de moléculas co-estimuladoras como CD28 (12) están asociados a mecanismos de supresión mediados por células mieloides supresoras (13). Las células mieloides supresoras (MDSC por su sigla en inglés), se caracterizan por ser un grupo de células heterogéneas que tienen la capacidad de inhibir la actividad de los linfocitos T. Las MDSC descritas en ratones se dividen en dos grupos de acuerdo con la expresión del marcador Gr1+ (Ly6C y & Ly6G): polimorfonucleares CD11b+Ly6Cbajo L6G+ (PMN-MDSC) y monocíticas CD11b+Ly6C+Ly6Gbajo (M-MDSC). La expansión de estas poblaciones celulares está dada por factores como prostaglandina E2 (PGE2) y citocinas inflamatorias como IL-1β, IL-6 y TNFα (13,14). Los principales mecanismos inmunosupresores dependen del subset de MDSC: las células PMN-MDSC ejercen su actividad supresora principalmente mediante mecanismos asociados a la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y, en menor medida, a la sobre-expresión de la arginasa 1 (ARG1) que ocasiona la depleción de arginina y por tanto de las poliaminas necesarias para el crecimiento celular. Por su parte, las células M-MDSC actúan mediante: (i) la sobreexpresión de la sintasa inducible de óxido nítrico (iNOS), la cual conlleva a la generación de óxido nítrico (NO) y nitrosilación de las proteínas, entre ellas el receptor de las células T, inhibiendo así la proliferación celular, (ii) la sobreexpresión de ARG1 y (iii) la presencia de citocinas inmunosupresoras (15). En humanos, particularmente en sangre periférica, las células MDSC se identifican por ser CD11+CD33+HLA-DR-. Adicionalmente, las PMN-MDSC son CD15+(o CD66b+)CD14- mientras que las M-MDSC son CD14+CD15-(o CD66-) (13-15). La mayoría de los estudios iniciales sobre las MDSC fueron realizados en modelos tumorales (16). Actualmente se ha estudiado también el papel de estas células en modelos de infecciones bacterianas, virales, micóticas y parasitarias (14). En modelos murinos de infecciones parasitarias como la leishmaniasis, las MDSC mostraron un efecto benéfico para la enfermedad, ya que aumentado la concentración de NO se controla el parásito intracelular y, al mismo tiempo, se inhibe el daño tisular producido por los linfocitos T (17). En el caso de T. cruzi, la infección en ratones conlleva a la acumulación de MSDC en el corazón y producción local de NO y arginasa-1. Actividad que puede ser beneficiosa durante la fase aguda por suprimir la actividad de linfocitos T infiltrantes, pero a largo plazo puede ser detrimental por la falta de control del parásito (18). Llamativamente, Gamba et. al. 2021 (19) mostraron un aumento significativo de la actividad de los LT CD8+ de ratones vacunados e infectados tras la depleción de las MDSC, así como una tendencia a aumentar la sobrevida y disminuir la parasitemia de los animales; demostrando así la importancia de las MDSC tanto en el control de la infección como su futura aplicación en el desarrollo de medidas inmunoterapéuticas de intervención. Nuestro grupo, estudiando los monocitos y células dendríticas (CD) humanos implicados en la respuesta inmune innata, encontró en primer lugar que las CD inmaduras de los pacientes con enfermedad de Chagas, a diferencia de las de los controles sanos, maduraban en presencia de un fragmento de la proteína HSP70 del parásito produciendo mayor cantidad de la citocina inmunosupresora IL-10 y menor de IL-12, la cual polariza la respuesta hacia linfocitos Th1 proinflamatorios (20). En segundo lugar, observó que los pacientes con enfermedad de Chagas presentaron mayor porcentaje de monocitos totales (CD14+CD16+) y monocitos totales activados (HLA-DR+) que los individuos sanos (21). También se evidenció que el porcentaje de monocitos intermedios (CD14++CD16+) está aumentado en los pacientes CCC comparados con los IND y los individuos sanos y que los monocitos clásicos (CD14++CD16-) están aumentados en los pacientes IND comparados con los CCC. De importancia, se mostró que en los pacientes CCC, los monocitos clásicos e intermedios se correlacionaron positivamente con los niveles plasmáticos de IL-6 (21), citosina implicada en la expansión de las células mieloides supresoras (13,14). Teniendo en cuenta los anteriores resultados y los otros hallazgos de nuestro grupo de alteración de la linfoproliferación y agotamiento clonal de los linfocitos T CD8+, en este estudio se propone evaluar la frecuencia de las células MDSC de sangre periférica y su nivel de expresión de ARG1 en pacientes con cardiopatía y sin cardiopatía chagásica; siendo la hipótesis de trabajo que tanto la frecuencia de las MDSC como la expresión de arginasa 1 por parte de estas células se correlaciona con la presencia y progresión de la enfermedad. Este proyecto se propone con el fin de sentar bases para descifrar el rol de este importante grupo de células en pacientes con la enfermedad de Chagas con miras al futuro desarrollo de biomarcadores o inmunoterapias alternativas para la cardiomiopatía chagásica. Con este trabajo, inicia la colaboración al interior de la PUJ entre los grupos de Enfermedades Infecciosas y Ciencias del Laboratorio Clínico del Departamento de Microbiología con el grupo de Física Matemática del Departamento de Matemáticas, la cual pretende a largo plazo desarrollar algoritmos como marcadores de progresión de la fase asintomática a la sintomática, con base a la respuesta inmune, que orienten la conducta a seguir por el médico tratante. Nota: Las referencias se describen en documento anexo.