Cómo el LPS previene o promueve el desarrollo de asma y enfermedades alérgicas
Resumen gráfico. Credit: DOI: 10.1016/j.celrep.2021.110178
Durante mucho tiempo, los inmunólogos se han sentido desconcertados por el LPS, el lipopolisacárido bacteriano que ayuda a formar las paredes celulares de las bacterias Gram-negativas.
Muchos experimentos muestran que la exposición a LPS durante la exposición a alérgenos ambientales protege contra el desarrollo de asma o enfermedades alérgicas. Sin embargo, otros numerosos experimentos muestran que la presencia de LPS durante la exposición a alérgenos ambientales hace lo contrario: promueve el desarrollo de asma y otras enfermedades alérgicas.
Ahora Beatriz Len, Ph.D., y miembro de la Universidad de Alabama en Investigadores de Birmingham han cortado este nudo gordiano en un estudio publicado en Cell Reports. Detallan una serie de pasos mecánicos que revelan una respuesta sorprendente: la clave para que los LPS promuevan o prevengan la reacción alérgica radica en el alérgeno mismo.
Una mayor comprensión de los mecanismos subyacentes a la sensibilización a la enfermedad alérgica puede ofrecer nuevas estrategias para controlar las enfermedades alérgicas de las vías respiratorias, especialmente el asma. Una epidemia mundial de asma, que incluye un fuerte aumento en los países desarrollados desde la década de 1960, afecta a unos 300 millones de niños y adultos en todo el mundo.
Len y sus colegas de la UAB desentrañaron un camino complejo para los mecanismos antagónicos de LPS para promover o prevenir enfermedades alérgicas a través de la activación o supresión de las células inmunitarias T helper-2.
Aquí están sus hallazgos, que también definen roles específicos para las células inmunitarias llamadas monocitos clásicos y monocitos no clásicos.
Primero, se requiere la presencia de actividad enzimática de cisteína proteasa en un alérgeno transportado por el aire para que el LPS bacteriano tenga su efecto protector. Los alérgenos que contienen actividad enzimática de cisteína proteasa, como los ácaros del polvo doméstico o la papaína, una enzima de la papaya, conducen a la prevención de la sensibilización en presencia de LPS. Por el contrario, el alérgeno aerotransportado de la cucaracha alemana, que carece de actividad de cisteína proteasa, promueve la sensibilización, a pesar de la presencia de LPS.
La cisteína proteasa actúa a través de un mecanismo aún desconocido para inducir a los monocitos no clásicos en los pulmones a producen la citocina GM-CSF, o factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos. La señalización de GM-CSF gobierna la capacidad de LPS para suprimir las respuestas T helper-2 a alérgenos como los ácaros del polvo doméstico.
«En consecuencia, debido a que los efectos protectores de LPS dependen de GM-CSF, los efectos beneficiosos de LPS están restringidos a los alérgenos que tienen actividad de cisteína proteasa», dijo Len.
En ausencia de GM-CSF, el LPS puede favorecer las respuestas de las células T helper-2 patógenas al apoyar el tráfico de células dendríticas migratorias pulmonares hacia el ganglios linfáticos que drenan los pulmones, donde pueden ayudar a iniciar una respuesta inmunitaria. Sin embargo, cuando los monocitos no clásicos producen GM-CSF, LPS y GM-CSF se unen para diferenciar los monocitos clásicos en células dendríticas derivadas de monocitos que instruyen a las células dendríticas migratorias pulmonares para la supresión de la inflamación alérgica de las vías respiratorias de células T auxiliares-2, a través de la producción de interleucina-12.
«Nuestros resultados muestran que el GM-CSF segrega las funciones opuestas que tiene el LPS en la activación de las respuestas de células T helper-2 específicas de alérgenos», dijo Len. «Diferentes sensibilidades del huésped a GM-CSF y/o LPS influenciadas por la diversidad genética o por factores ambientales pueden, por lo tanto, afectar significativamente el riesgo de sensibilización alérgica. Comprender estas interacciones puede proporcionar información sobre futuras intervenciones terapéuticas para eludir e incluso revertir la enfermedad alérgica».
El estudio, «La producción de GM-CSF por parte de monocitos no clásicos controla las funciones antagónicas impulsadas por LPS en la inflamación alérgica», involucró la sensibilización de diferentes alérgenos en modelos de ratón, análisis transcripcional y pérdida y ganancia de función in vivo. experimentos de función.
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El mecanismo para la alteración de la inflamación alérgica en los bebés puede explicar la hipótesis de la higiene en inflamación alérgica, Cell Reports (2021). DOI: 10.1016/j.celrep.2021.110178 Información del diario: Cell Reports
Proporcionado por la Universidad de Alabama en Birmingham Cita: Cómo el LPS previene o promueve el desarrollo de asma y enfermedad alérgica (2022, 5 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-lps-asthma-allergic-disease.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.