Estudio del papel del epitelio pulmonar en la alergiael polen de olivo como modelo experimental

Resumen

La alergia respiratoria es uno de los principales problemas de salud pública a nivel mundial. Su etiología es compleja e implica la interacción de factores genéticos, ambientales y el estilo de vida de los países desarrollados. Generalmente dominada por una respuesta inmune de tipo Th2, cada vez hay más evidencias del importante papel del epitelio respiratorio como regulador de la respuesta alérgica. El epitelio respiratorio no sólo actúa como barrera defensiva sino también como elemento integrador y coordinador de la respuesta inmune innata y adaptativa del pulmón, gracias a la presencia de receptores de patrones de reconocimiento y a la secreción de un amplio espectro de mediadores que regulan el desarrollo de la respuesta inmune subsecuente. Dada la controversia existente sobre si la disfunción del epitelio es la causa o la consecuencia de la respuesta alérgica a un alérgeno, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral ha sido profundizar en el estudio del papel del epitelio bronquial en la alergia respiratoria, utilizando como modelo Ole e 1, el aeroalérgeno más importante del polen de olivo (Olea europaea). Este polen representa una de las causas principales de polinosis en el área mediterránea y ciertas regiones de E.E.U.U., América del Sur, Sudáfrica, Japón y Australia. En el primer capítulo, se ha estudiado la influencia del estado de diferenciación del epitelio bronquial en la respuesta inmune a Ole e 1. Se utilizaron cultivos primarios de epitelio bronquial humano y se analizó su respuesta a Ole e 1 a lo largo del proceso de diferenciación en interfase aire-líquido (ALI), a los días 7 y 21. Los resultados demostraron que Ole e 1 no afectaba la formación de la barrera epitelial ni la diferenciación celular, pero sí alteraba el patrón de citoquinas secretado, un proceso dependiente del estado de diferenciación y de las características propias del donante. En el segundo capítulo se analizó el papel de las proteasas ambientales en la respuesta epitelial a Ole e 1, utilizando como modelo Der p 1, una cisteín-proteasa de ácaro del polvo doméstico. En esta ocasión se utilizó un modelo in vitro de epitelio bronquial basado en la línea celular Calu-3, para analizar el efecto de la co-exposición a Der p 1 los días 2 y 7 de cultivo en ALI, correspondientes a un epitelio no diferenciado y diferenciado, respectivamente. La co-exposición a Der p 1 no incrementaba la permeabilidad epitelial a Ole e 1, sino que era dependiente del estado de diferenciación del cultivo. Además, la exposición crónica a Der p 1 estaba asociada con una elevada permeabilidad a Ole e 1. Por otra parte, Ole e 1 era degradado por Der p 1, generando péptidos capaces de unir inmunoglobulina G y activar basófilos derivados de pacientes alérgicos al polen de olivo. El estudio metabolómico comparativo de las células Calu-3 expuestas a Ole e 1 y/o Der p 1, los días 2 y 7 de cultivo en ALI indicó una grandependencia del metaboloma del estado de diferenciación del epitelio en el momento de contacto con el alérgeno. Además, ha permitido señalar a L-arginina, kinurenina y L- triptófano como posibles metabolitos implicados en la respuesta alérgica. Por último, también se demostró que la glutatión-S-transferasa pi (GSTpi) humana incrementaba la actividad cisteín-proteasa de Der p 1, siendo detectada en el medio apical de las células Calu-3 cultivadas en ALI. De forma similar, en el tercer capítulo se estudió el efecto de la co-exposición al humo del tabaco en la respuesta del epitelio bronquial a Ole e 1. Para ello, se optimizó y estandarizó la preparación del extracto de humo de tabaco (CSE). Las células Calu-3 se expusieron a Ole e 1 en presencia de CSE al 10% durante 24 h, los días 2 y 7 de cultivo en ALI. La co-exposición a CSE incrementaba significativamente la permeabilidad de la barrera epitelial a Ole e 1 y la secreción apical de IL-6 de una manera dependiente del estado de diferenciación celular.