Factores anti-infecciosos del pulmón como nuevas estrategias terapéuticas frente a infecciones respiratorias

Resumen

En las últimas décadas se ha producido un incremento de cepas resistentes a múltiples familias de antibióticos de importantes patógenos respiratorios. Por ello, se ha estudiado el uso de proteínas y péptidos antimicrobianos (AMPs) del sistema inmune innato como nuevas terapias alternativas gracias a sus capacidades antimicrobianas frente a estas bacterias multirresistentes. En este sentido destaca la proteína A del surfactante pulmonar, SP-A, y el péptido antimicrobiano aniónico SP-BN, presentes en el fluido alveolar y que actúan sinérgicamente frente a la cepa clínica de Klebsiella pneumoniae K2. El objetivo principal de esta tesis fue determinar el mecanismo de la acción sinérgica anti-infecciosa de SP-A y SP- BN y su posible actividad microbicida frente a diferentes patógenos respiratorios, así como la búsqueda de terapias combinadas entre estos factores antimicrobianos y antibióticos convencionales para la defensa de las vías respiratorias inferiores. Los resultados indican que SP-A y SP-BN son capaces de actuar sinérgicamente frente a patógenos respiratorios Gram- negativos como K. pneumoniae K2, Pseudomonas aeruginosa O1 y Haemophilus influenza no tipificable, los cuales son resistentes a ambos factores por separado. Esta actividad microbicida está relacionada con la capacidad de alterar la integridad de las membranas bacterianas ya que la formación de un complejo proteico con SP-A y SP-BN confiere la capacidad de dañar la membrana externa, despolarizar y permeabilizar la membrana interna y alterar la ultraestructura bacteriana. Estudios con membranas modelos de bacterias Gram- negativas nos han permitido demostrar que el efecto producido sobre la membrana externa se debe a la capacidad de unión de ambas proteínas a las moléculas de LPS, promoviendo la segregación de diferentes dominios lipídicos y provocando defectos de empaquetamiento, mientras que su efecto sobre la membrana interna se debe a la inducción de curvatura positiva, lo que conduciría a la formación de poros toroidales que causarían su permeabilización. Por otra parte, hemos determinado que SP-BN actúa sinérgicamente con antibióticos convencionales sobre los patógenos respiratorios K. pneumoniae K2, P. aeruginosa O1 y S. aureus. El mecanismo molecular de esta acción sinérgica se debe a la formación de complejos antibiótico/SP-BN que aumentan la permeabilidad de las membranas bacterianas, en el caso de polimixinas y vancomicina. Para azitromicina y tetraciclina, SP-BN podría facilitar la entrada de estos antibióticos al interior celular para que actúen sobre sus dianas intracelulares. SP-BN no incrementa la toxicidad de estos antibióticos sobre células epiteliales alveolares, ejerciendo un papel protector sobre la citotoxicidad asociada a azitromicina y tetraciclina. Por otro lado, SP-A es capaz de actuar sinérgicamente con polimixinas frente a K. pneumoniae K2, P. aeruginosa O1 y H. influenza no tipificable, tanto con polimixina B (PMB) como su derivado molecular, el nonapéptido de PMB. Esta actividad microbicida sinérgica se debe a la formación de complejos SP-A/PMB que alteran la integridad de las membranas bacterianas. Finalmente, hemos determinado que un fragmento trimérico recombinante de SP-A, de menor tamaño, rfhSP-A, exhibe cierta actividad microbicida sobre bacterias Gram-negativas que son resistente a SP-A nativa y actúa cooperativamente con antibióticos convencionales frente a K. pneumoniae K2. En definitiva, estos resultados demuestran el potencial antimicrobiano de AMPs presentes en el fluido alveolar frente a patógenos respiratorios, ya sea como terapia individual como en terapias combinadas con antibióticos convencionales.