Respuesta de las células T y neurodegeneración progresiva

La microflora comensal en el glaucoma

Investigación en ratones para comprender los mecanismos que causan la neurodegeneración glaucomatosa

Autor/a: Huihui Chen, Kin-Sang Cho, T.H.Khanh Vu, Ching-Hung She y colaboradores

Fuente: Nature Communications (2018) 9:3209

Indice
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2. Referencias bibliográficas

El glaucoma es la patología neurodegenerativa más común y puede causar ceguera irreversible. Se caracteriza por la degeneración progresiva de las células ganglionares retinianas y axones. El factor de riesgo más importante es la presión intraocular elevada, que se cree daña directamente las neuronas y el nervio óptico.

Sin embargo, la pérdida de células ganglionares retinianas y axones también se produce en personas con PIO normal y pacientes que logran controlar la PIO mediante medicación, a veces, siguen sufriendo la pérdida progresiva de neuronas y deterioro del campo visual, lo que indica que otros mecanismos también intervienen en la neurodegeneración.

Una posibilidad es que el estrés provocado por la PIO dispare respuestas inmunes o autoinmunes que provoquen el daño de las células ganglionares retinianas y axones. Esto es a la fecha una hipótesis, ya que aun no se han identificado los mecanismos subyacentes del daño glaucomatoso.

Las evidencias apuntan a un componente autoinmune del glaucoma. Entre ellas, una amplia gama de anticuerpos, en especial contra las proteínas de choque térmico y depósitos retinianos de inmunoglobulinas se hallaron en pacientes con glaucoma y modelos animales con glaucoma.

Una posibilidad es que la respuesta inmune anti proteínas de choque térmico sea inducida originariamente por las proteínas de choque térmico bacterianas y reactivadas por el huésped durante el glaucoma. Hasta ahora, hay pocas pruebas que confirmen esta hipótesis.

En el presente estudio se demuestra que:

1) la suba transitoria de la PIO es suficiente para inducir la infiltración de células T en la retina.

2) la respuesta de las células T  es esencial en el desarrollo de la neurodegeneración progresiva del glaucoma después del aumento de la PIO.

3) Tanto las proteínas de choque térmico humanas como bacterianas son antígenos objetivo de las células T.

4) la respuesta de células T y la neurodegeneración glaucomatosa no existen en ratones criados sin flora microbiana comensal (ratones libres de gérmenes), lo que avala que  el mecanismo subyacente de la patogénesis del glaucoma podría ser la respuesta de células T sensibilizadas por las bacterias.

Estas observaciones identifican una secuencia de hechos que contribuyen a la neurodegeneración progresiva del glaucoma y que podrían cambiar el paradigma del diagnóstico, prevención y tratamiento de glaucoma.

Se trataría de la primera investigación que describe un vínculo inesperado de roles secuenciales de la PIO elevada, micro flora comensal intacta y activación de respuestas de células T en la patogénesis del glaucoma.

Se demostró que:

1) la suba transitoria de la PIO provocada por inyección es suficiente para inducir la infiltración de células T en la retina y provocar una fase prolongada de neurodegeneración retiniana.

2) las células T son necesarias para mediar la prolongada neurodegeneración retiniana y en especial las células T específicas  para las proteínas de choque térmico.

3) la inducción de células T especificas para proteínas de choque térmico y la neurodegeneración retiniana glaucomatosa causada por la PIO elevada requieren de la exposición a la flora comensal.

Un mecanismo similar probablemente se produzca durante el desarrollo del glaucoma en humanos, ya que pacientes con glaucoma primario de ángulo abierto y con glaucoma de tensión normal  tienen cinco veces más células T específicas para proteínas de choque térmico del nivel normal.

El presente estudio es el primero que demostró la inducción directa de reacciones de las células T específicas para proteínas de choque térmico mediante el aumento de la PIO.

Se demostró que la PIO induce dos fases del daño retiniano: la fase aguda correlacionada con el aumento de la PIO, probablemente mediada por el estrés físico; la prolongada degeneración retiniana, que continúa aun después de que la PIO vuelve a sus valores normales, está mediada por las células T.

Los ratones deficientes en células T, y no células B, mostraron un daño atenuado de las células ganglionares. El mecanismo de la infiltración de las células T en la retina, específicas para las proteínas de choque térmico aporta más pruebas a su intervención en la degeneración retiniana progresiva. Asimismo, las pruebas muestran un rol fundamental de la micro flora comensal en la activación de las células T.

Esta observación en ratones es la primera prueba contundente de que el solo aumento de la PIO no produce directamente neurodegeneración progresiva, sino que es la etapa siguiente, la que involucra la respuesta de las células T, que han sido pre-sensibilizadas por la micro flora comensal, la que da lugar a la neurodegeneración glaucomatosa progresiva.

Finalmente, demostramos que la respuesta de células T específicas para proteínas de choque térmico no solo se producen en ratones con glaucoma sino en pacientes con glaucoma también.

Estudios anteriores han postulado una conexión entre glaucoma e infecciones bacterianas, como por ejemplo por Helicobacter Pylori. Un estudio reciente sobre uveítis en modelo animal mostró que la microbiota comensal es necesaria para la activación de las células T transgénicas provoquen uveítis.

En el presente estudio se demostró como el estrés físico, las proteínas de choque térmico, la flora microbiana y las células T interactúan en la patogénesis de la neurodegeneración glaucomatosa.

La inducción de la expresión de proteínas de choque térmico ha sido asociada a varias patologías de la retina y el cerebro, mecanismo similares podrían ser el origen do otras causas de neurodegeneración.

La identificación de las respuestas de las células T en el glaucoma abre la posibilidad de que las células T de la retina se conviertan en el objetivo del tratamiento para detener la degeneración progresiva de células ganglionares retinianas y axones y evitar así la pérdida de visión.

Asimismo observamos que la neurodegeneración  que se produce en ratones después de la transferencia de células T, ocurre en ratones con PIO elevada y no cuando la PIO es normal, lo que indica que la inflamación local debe estar presente para que las células T se infiltren en la retina.

Actualmente, no está claro que subgrupo de células T actúan en el inicio de la neurodegeneración glaucomatosa.

Conclusiones:

A pesar de que quedan preguntas por responder, el presente estudio aporta pruebas convincentes de que la micro flora comensal y las células T CD4+ específicas para proteína de choque térmico intervienen en la patogénesis de la neurodegeneración crónica glaucomatosa.

Resumen y comentario objetivo: Dr. Martin Mocorrea