Tuberculosis: La Batalla Interna
Explorando la complicada relación entre la tuberculosis y las respuestas inmunitarias.
Jeffrey Chin, Nalin Abeydeera, Teresa Repasy, Rafael Rivera-Lugo, Gabriel Mitchell, Vinh Q Nguyen, Weihao Zheng, Alicia Richards, Danielle L Swaney, Nevan J Krogan, Joel D Ernst, Jeffery S Cox, Jonathan M Budzik
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- La Vida de Mtb
- El Viaje a Través del Cuerpo
- El Rol de los Monocitos
- La Batalla de las Células Inmunitarias
- TAX1BP1: El Jugador Inesperado
- Un Giro en la Historia
- Qué Ocurre en la Casa del Ratón
- El Rol de las Citoquinas
- Las Estrategias del Patógeno
- Estudiando la Respuesta Inmunitaria
- La Conexión de la Autofagia
- Diferencias en las Células Inmunitarias
- Infección y Muerte Celular
- Conclusión: ¿Qué Nos Espera?
- Direcciones Futuras
- Fuente original
La tuberculosis (TB) es una enfermedad seria causada por una bacterina diminuta conocida como Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Este pequeño es un verdadero maestro del disfraz, a menudo se cuela en nuestras células inmunitarias y evade los mejores esfuerzos de nuestro cuerpo para combatirlo. La TB sigue siendo un problema de salud significativo en todo el mundo, causando más de un millón de muertes cada año. ¡Eso es un montón, considerando lo pequeña que es Mtb!
La Vida de Mtb
Una vez que Mtb entra al cuerpo, generalmente a través de los pulmones por pequeñas gotas de una tos o estornudo, es como si fuera transportado a una sección VIP de una discoteca: se queda a pasar el rato con los macrófagos alveolares (AMs), las primeras células inmunitarias que encuentra. Desafortunadamente para los AMs, en lugar de echar a Mtb, sin querer le dan un espacio seguro para multiplicarse y prosperar. ¡Es como dejar entrar a un mapache en tu cocina y luego preguntarte por qué ya no quedan bocadillos!
El Viaje a Través del Cuerpo
Después de acomodarse con los AMs, Mtb tiene planes para un tour mundial por varios órganos. Utiliza los Monocitos del sistema inmune (otro tipo de célula inmunitaria) para viajar de los pulmones a otras partes del cuerpo, como el hígado y el bazo. Esta pequeña bacteria astuta ha aprendido a manipular nuestra respuesta inmune para facilitar su viaje, convirtiéndola en una verdadera artista del engaño en el mundo de los gérmenes.
El Rol de los Monocitos
En los pulmones, se reclutan monocitos y se transforman en nuevos tipos de macrófagos, llamados macrófagos derivados de monocitos (MNCs). Estos nuevos amigos son ya sea MNC1 (CD11clo) o MNC2 (CD11chi), y no tienen las mismas habilidades para pelear contra Mtb. Los macrófagos derivados de estos monocitos tienen diferentes capacidades para controlar Mtb, casi como elegir equipos para un juego de dodgeball — ¡no todos son igual de buenos en eso!
La Batalla de las Células Inmunitarias
Cuando el cuerpo detecta la presencia de Mtb, intenta luchar. Trata de detectar las astutas lipoproteínas de Mtb a través de varios receptores. Piensa en estos receptores como pequeñas alarmas que suenan cuando hay problemas cerca. Uno de estos sistemas de alarma involucra una vía de señalización que activa respuestas inflamatorias, esenciales para combatir infecciones.
Sin embargo, los científicos han descubierto que Mtb también puede manipular estas vías a su favor. Por ejemplo, la bacteria puede engañar al sistema inmunitario para que produzca interferón tipo I, una respuesta que normalmente es útil contra virus. Aunque suena positivo, la realidad es que en el contexto de la TB, puede ayudar sin querer a Mtb a crecer. Es como pedir refuerzos, solo para descubrir que traen más bocadillos para el mapache!
TAX1BP1: El Jugador Inesperado
En esta historia, aparece un personaje fascinante llamado Tax1bp1. Esta pequeña proteína actúa como un árbitro en el tira y afloja entre las células inmunitarias y Mtb. Juega un papel vital en el manejo de la inflamación y en si las células viven o mueren durante una infección. Se ha observado que Tax1bp1 actúa de manera diferente dependiendo de la situación; durante infecciones virales, trabaja para reducir la inflamación, mientras que durante infecciones por Mtb, parece tener una agenda totalmente diferente.
Un Giro en la Historia
Sorprendentemente, resulta que Tax1bp1 podría estar ayudando a Mtb a crecer en ciertas células inmunitarias, como AMs y macrófagos derivados de monocitos. Cuando los investigadores observaron ratones que carecían de Tax1bp1, encontraron que estos ratones eran mejores controlando Mtb. ¡Es como darse cuenta de que tu mejor amigo era en realidad el mapache todo este tiempo!
Qué Ocurre en la Casa del Ratón
En experimentos donde ratones fueron infectados con Mtb, los investigadores monitorearon los efectos de Tax1bp1 en el crecimiento de la bacteria. Descubrieron que los ratones deficientes en Tax1bp1 tenían menos crecimiento bacteriano en sus pulmones, bazo e hígados, mostrando que esta proteína era crucial para la supervivencia de Mtb. Fue como un mal huésped que sigue volviendo porque eres demasiado amable con él!
Citoquinas
El Rol de lasDurante esta batalla, el sistema inmunitario libera proteínas especiales llamadas citoquinas, que se supone ayudan a combatir infecciones. Los investigadores notaron que Tax1bp1 realmente aumentó los niveles de varias citoquinas inflamatorias en ratones infectados. Sin embargo, esto podría salir mal, ya que la inflamación excesiva puede causar daño en los tejidos, similar a cuando gritas demasiado fuerte al mapache y él derriba tus botes de basura!
Las Estrategias del Patógeno
Mtb es un verdadero bromista. Además de manipular las respuestas inmunitarias, también puede influir en el destino de las células inmunitarias. Tax1bp1 parece promover un tipo de muerte celular llamado necrosis, que es bastante opuesta a la apoptosis (muerte celular programada). La necrosis puede ser desordenada y no ayuda a limitar el crecimiento de Mtb; de hecho, ayuda a la bacteria al proporcionarle más nutrientes. ¡Es como darle al mapache un buffet libre!
Estudiando la Respuesta Inmunitaria
Para profundizar en este intrincado baile entre Mtb y nuestras defensas inmunitarias, los científicos observaron la expresión genética del hospedador durante infecciones. Descubrieron que ciertas vías genéticas se vieron significativamente afectadas por la presencia de Tax1bp1, provocando un aumento de respuestas inflamatorias. Esto indica que Tax1bp1 está profundamente involucrado en determinar cómo reacciona nuestro sistema inmunitario a Mtb y puede jugar un papel en el éxito de la bacteria.
La Conexión de la Autofagia
La autofagia es un proceso donde las células limpian su interior degradando y reciclando componentes celulares, incluidos patógenos. Se sabe que la proteína Tax1bp1 afecta la autofagia, particularmente apuntando a Mtb para su destrucción. Sin embargo, resulta que aunque Tax1bp1 puede iniciar esta limpieza, durante la infección por Mtb, podría en realidad apoyar el crecimiento de la bacteria en células inmunitarias específicas. ¡Es un giro confuso! ¿Quién sabía que limpiar a veces podría llevar a más caos?
Diferencias en las Células Inmunitarias
Los investigadores encontraron que Tax1bp1 tenía diferentes efectos según el tipo específico de célula inmunitaria involucrada. En macrófagos derivados de médula ósea (BMDMs), Tax1bp1 ayudó a controlar el crecimiento de Mtb, pero en AMs, parecía hacer lo contrario. Es como si estuviera mostrando favoritismo, convirtiéndose en un animador para Mtb cuando está con AMs, mientras actúa más como un adulto responsable con BMDMs.
Infección y Muerte Celular
A través de imágenes en vivo de células infectadas, los científicos pudieron ver cómo Tax1bp1 influía en la muerte celular. Descubrieron que provocaba una muerte celular tipo necrotica en AMs pero no en BMDMs. Esto significa que los AMs, que suelen ser los primeros en responder contra Mtb, podrían acabar promoviendo la propagación de Mtb en lugar de suprimirla, llevando a más problemas a futuro.
Conclusión: ¿Qué Nos Espera?
En general, la relación entre Mtb y Tax1bp1 pinta un cuadro complejo de cómo funcionan las infecciones. Mtb es un manipulador maestro, y Tax1bp1, aunque inicialmente se pensaba que era un protector, también puede contribuir a la supervivencia de la bacteria. A medida que los investigadores continúan desentrañando estas intrincaciones, esperamos encontrar nuevas formas de combatir la TB y potencialmente limitar el crecimiento de esta astuta bacteria. ¡Quizás algún día podamos averiguar cómo superar incluso a los mapaches más inteligentes!
Direcciones Futuras
Los hallazgos abren un camino para una investigación más profunda. A medida que los investigadores aprenden más sobre cómo funciona Tax1bp1 en diferentes células inmunitarias, pueden desarrollar terapias que apunten a esta proteína, con el objetivo de impulsar nuestras respuestas inmunitarias contra Mtb de manera efectiva. Al navegar por los giros y vueltas de esta saga bacteriana, tenemos una oportunidad en la continua batalla contra la tuberculosis.
¡Después de todo, si podemos soportar a los mapaches, seguro que podemos enfrentar a Mtb!
Fuente original
Título: Tax1bp1 enhances bacterial virulence and promotes inflammatory responses during Mycobacterium tuberculosis infection of alveolar macrophages
Resumen: Crosstalk between autophagy, host cell death, and inflammatory host responses to bacterial pathogens enables effective innate immune responses that limit bacterial growth while minimizing coincidental host damage. Mycobacterium tuberculosis (Mtb) thwarts innate immune defense mechanisms in alveolar macrophages (AMs) during the initial stages of infection and in recruited bone marrow-derived cells during later stages of infection. However, how protective inflammatory responses are achieved during Mtb infection and the variation of the response in different macrophage subtypes remain obscure. Here, we show that the autophagy receptor Tax1bp1 plays a critical role in enhancing inflammatory cytokine production and increasing the susceptibility of mice to Mtb infection. Surprisingly, although Tax1bp1 restricts Mtb growth during infection of bone marrow-derived macrophages (BMDMs) (Budzik et al. 2020) and terminates cytokine production in response to cytokine stimulation or viral infection, Tax1bp1 instead promotes Mtb growth in AMs, neutrophils, and a subset of recruited monocyte-derived cells from the bone marrow. Tax1bp1 also leads to increases in bacterial growth and inflammatory responses during infection of mice with Listeria monocytogenes, an intracellular pathogen that is not effectively targeted to canonical autophagy. In Mtb-infected AMs but not BMDMs, Tax1bp1 enhances necrotic-like cell death early after infection, reprogramming the mode of host cell death to favor Mtb replication in AMs. Tax1bp1s impact on host cell death is a mechanism that explains Tax1bp1s cell type-specific role in the control of Mtb growth. Similar to Tax1bp1-deficiency in AMs, the expression of phosphosite-deficient Tax1bp1 restricts Mtb growth. Together, these results show that Tax1bp1 plays a crucial role in linking the regulation of autophagy, cell death, and pro-inflammatory host responses and enhancing susceptibility to bacterial infection. Author SummaryAlthough macrophages are the first innate immune cells to encounter Mycobacterium tuberculosis during infection, M. tuberculosis has evolved the ability to persist in them. Recent studies highlight that some types of macrophages are more permissive to M. tuberculosis replication and survival than others, but the mechanisms for cell type-specific differences in M. tuberculosis growth are only beginning to be understood. We found that the host factor, Tax1bp1 (Tax-1 binding protein 1), supports M. tuberculosis growth during animal infection and in specific subsets of innate immune cells, including alveolar macrophages while restricting M. tuberculosis in bone marrow-derived macrophages. We also found that Tax1bp1 has a similar phenotype in enhancing the pathogenesis of another intracellular pathogen, Listeria monocytogenes. Compared to bone marrow-derived macrophages, in alveolar macrophages, Tax1bp1 enhances the release of inflammatory mediators and leads to necrotic-like host cell death, which is known to enhance M. tuberculosis growth. Phosphorylation of Tax1bp1 in alveolar macrophages promotes M. tuberculosis growth. Our research highlights that Tax1bp1 is a host target for host-directed therapy against M. tuberculosis and controls host responses to M. tuberculosis in a cell type-specific manner.
Autores: Jeffrey Chin, Nalin Abeydeera, Teresa Repasy, Rafael Rivera-Lugo, Gabriel Mitchell, Vinh Q Nguyen, Weihao Zheng, Alicia Richards, Danielle L Swaney, Nevan J Krogan, Joel D Ernst, Jeffery S Cox, Jonathan M Budzik
Última actualización: 2024-12-16 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.16.628616
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.16.628616.full.pdf
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