Protección del epitelio respiratorio frente a la infección y el daño celular por lípidos y proteínas del fluido alveolar

Resumen

El epitelio alveolar está en continuo contacto con agentes extraños inhalados, por lo que la respuesta inmune debe ser eficaz. Entre los componentes del sistema inmune del pulmón se encuentra el surfactante pulmonar (SP), un complejo lipoproteico que reduce la tensión superficial en la interfase aire-líquido, controla la inflamación y previene las infecciones microbianas. El propósito de esta tesis es investigar el papel de los componentes del surfactante en la protección del epitelio alveolar frente a la infección y la inflamación. El primer objetivo de la tesis es dilucidar si los lípidos del surfactante proporcionan protección frente a la infección por el patógeno respiratorio Haemophilus influenzae no tipificable (NTHi), que frecuentemente produce exacerbaciones en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Los resultados indican que agregados extracelulares grandes de lípidos del SP se unen a NTHi previniendo la autoagregación de la bacteria, su adhesión a los neumocitos y posterior internalización en las células. Por otro lado, vesículas lipídicas pequeñas de SP, endocitadas por los neumocitos, interfieren con los mecanismos de reorganización del citoesqueleto necesarios para la entrada de bacterias en las células. El efecto protector de los lípidos del surfactante en la infección por NTHi se comprobó in vivo mediante la administración intratraqueal de la fracción hidrofóbica del SP (surfactante exógeno) en un modelo murino de infección pulmonar por NTHi, confirmando que la instilación de surfactante exógeno facilita la eliminación de NTHi. La importancia de estos resultados radica en que la concentración de fosfolípidos del SP en el fluido alveolar disminuye en enfermedades respiratorias crónicas, como EPOC, lo que podría estar implicado en fisiopatología de la enfermedad. El segundo objetivo se centra en una de las proteínas del surfactante pulmonar, SP-A, que participa en la defensa frente a microorganismos, reduce la inflamación e interviene en la reparación tisular tras el daño y el retorno a la homeostasis. SP-A tiene una estructura oligomérica compleja por lo que la producción de fragmentos recombinantes de la SP-A humana (rfhSP-A), que conserve parte de sus funciones, tiene ventajas para el diseño de terapias basadas en SP-A. En esta tesis se aborda la posible cooperación entre SP-A y rhfSP-A con la catelicidina humana (LL-37), un péptido antimicrobiano muy potente, pero que puede causar alteración de la permeabilidad de la membrana de las células del huésped, causando citotoxicidad, como ocurre en EPOC. En esta patología el aumento de la concentración de LL-37 en pulmón se correlaciona con la gravedad de los síntomas. Los resultados de esta tesis demuestran que SP-A y rfhSP-A se unen a LL-37 con alta afinidad en condiciones de fuerza iónica fisiológicas, formando agregados moleculares que reducen la citotoxicidad inducida por LL-37 en células del epitelio alveolar, así como la secreción de la citoquina proinflamatoria y quimioatrayente IL-8, ambos procesos mediados por la activación de canales P2X7. En contraste, los agregados SP-A/LL-37 y rfhSP-A/LL-37 mantienen la actividad microbicida de LL-37 frente a patógenos respiratorios y la actividad de ambas proteínas, SP-A y LL-37, de agregar y neutralizar el lipopolisacárido bacteriano, implicado en la inflamación. Los resultados de esta tesis permiten concluir el importante papel del surfactante pulmonar en la protección del epitelio alveolar frente al daño y la infección y sugieren que estrategias terapéuticas basadas en la coadministración de surfactante exógeno y SP-A recombinante serían beneficiosas para el tratamiento de enfermedades respiratorias crónicas tales como EPOC.