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SUSCEPTIBILIDAD A INFECCIONES POR
MICOBACTERIAS
Vía IFN-γ/IL-12
Bioq. M. Mercedes Gallinger
Bioq. Javier Jimenez
Residencia de Inmunología para Bioquímicos
Hospital de Pediatría “J. P. Garrahan”
COREBIO 2006
MEDIO AMBIENTE
Factores de
exposición
Factores
micobacterianos
FENOTIPOS
INMUNOLÓ
INMUNOLÓGICOS
EXPOSICIÓ
EXPOSICIÓN A
MICOBACTERIA
INFECCIÓ
INFECCIÓN
Inmunidad innata
INFECCIÓ
INFECCIÓN
Inmunidad adaptativa
FENOTIPOS
CLÍ
CLÍNICOS
Factores
Factores
gené
éticos
gen
ticos
HUÉSPED
Factores no
genéticos
IFNγ e IL12
fundamentales en la defensa contra microorganismos
intracelulares.
IFNγ
Producido por células NK, Li Th1, Li T CD8
Li Tγδ.
+
y
Activa fagocitos mononucleares y Neutrófilos.
Favorece la diferenciación Li T CD4+ a Li Th1
inhibiendo la diferenciación a Li Th2.
IL-12
Producida por subpoblaciones de macrófagos y
células dendríticas activadas.
Estimula cél. NK.
Favorece la diferenciación Li T CD4+ a Li Th1 y
estimula su proliferación.
Puede ser inducida por exposición de MN a
microorganismos o sus productos como LPS.
MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-γ/IL-12
bacteria
DCDC-sign
R Toll/CD14
Toll/CD14
IL-12
IFNIFN-α
ILIL-12R
R de
manosa
β1
β2
fagosoma
muerte
bacteriana
IFN-γ
quemoquinas
TNFTNF-α
R1
R2
IFNIFN-γR
TNFTNF-αR
Li Th1/cél. NK
FAGOCITO MN
TNFTNF-α
IL-12R
IL-12p70
p40
Tyk2
Jak2
p35
Li Th1/cél. NK
activadas
IL-12Rβ1
IL-12Rβ2
Li Th1/cél. NK
activadas
P
P
STATSTAT-4
P
P
P P
STATSTAT-4 -4-P STATSTAT- 4- P - 4
STAT
STAT
STAT
STAT
STATSTAT-4
P
P
STATSTAT-4-P STATSTAT-4-P
Núcleo
IFN-γR
Jak1
Jak2
IFN-γ
Fagocito MN
IFN-γR2
IFN-γR2
IFN-γR1
IFN-γR1
IFN-γR1
Ubicua, en todas las células nucleadas.
Pobremente inducible.
Cadena que une IFN-γ.
IFN-γR2
Bajo nivel de expresión.
Inducible, finamente regulada limitante para
la respuesta a IFN-γ.
No une IFN-γ.
Cadena transductora de señales.
Estabiliza el complejo IFN-γ /IFN-γR1.
Fagocito MN
P
P
P
P
P
STATSTAT-1
P
STATSTAT-1-P
P
STATSTAT-1-P
STATSTAT-1
P
STATSTAT-1-P
STATSTAT-1-P
STATSTAT-1-P
STATSTAT-1-P
P
P
Núcleo
P
P
SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES
POR MICOBACTERIAS
1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por
IFNγ/L12 susceptibles a infecciones por micobacterias
ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG.
IL-12Rβ1
IL-12p40
Incapacidad de sus
IFN-γR1
células de producir o
IFN-γR2
responder a IFN-γ.
STAT-1
SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES
POR MICOBACTERIAS
1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por
IFNγ/L12 susceptibles a infecciones por micobacterias
ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG.
IL-12Rβ1
IL-12p40
IFN-γR1
IFN-γR2
STAT-1
MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-γ/IL-12
bacteria
DCDC-sign
R Toll/CD14
Toll/CD14
IL-12
IFNIFN-α
R de
manosa
r
ILIL-12R
β1
β2
fagosoma
muerte
bacteriana
IFN-γ
quemoquinas
TNFTNF-α
R1
R2
IFNIFN-γR
TNFTNF-αR
Li Th1/cél. NK
FAGOCITO MN
TNFTNF-α
Deficiencia de IL-12Rβ1
Herencia: AR.
Patógenos más frecuentes: BCG, Salmonella
spp.
Deficiencia: - completa (58) fenotipo
clínico más severo
- parcial (1)
Receptores mutantes
WT IL-12Rβ1
EC
TM
IC
AR
AR
AR
Expresión en
superficie
-
+
+
Unión a IL12
-
-
+/-
Defectos en
señalización
completo
completo
parcial
Herencia
SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES
POR MICOBACTERIAS
1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por
IFNγ/L12 susceptibles a infecciones por micobacterias
ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG.
IL-12Rβ1
IL-12p40
IFN-γR1
IFN-γR2
STAT-1
MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-γ/IL-12
bacteria
DCDC-sign
r
R Toll/CD14
Toll/CD14
IL-12
IFNIFN-α
ILIL-12R
β1
β2
R de
manosa
fagosoma
muerte
bacteriana
IFN-γ
quemoquinas
TNFTNF-α
R1
R2
IFNIFN-γR
TNFTNF-αR
Li Th1/cél. NK
FAGOCITO MN
TNFTNF-α
Deficiencia de IL-12p40
Herencia: AR
Ausencia de producción de IL12p70.
Infecciones: la mayoría por M bovis BCG y en
menor frecuencia Salmonella spp.
Evolución clínica: variable, de infección local y
curable (n=10) a severa y fatal (n=6).
Mayor tasa de muerte (6 de 16) que deficiencia
de IL-12Rβ1 (6 de 59).
SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES
POR MICOBACTERIAS
1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por
IFNγ/L12 susceptibles a infecciones por micobacterias
ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG.
IL-12Rβ1
IL-12p40
IFN-γR1
IFN-γR2
STAT-1
MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-γ/IL-12
bacteria
DCDC-sign
R Toll/CD14
Toll/CD14
IL-12
IFNIFN-α
ILIL-12R
R de
manosa
β1
β2
fagosoma
muerte
bacteriana
IFN-γ
quemoquinas
TNFTNF-α
r
R1
R2
IFNIFN-γR
TNFTNF-αR
Li Th1/cél. NK
FAGOCITO MN
TNFTNF-α
Deficiencia de IFN-γR1/2
Herencia: AR y AD, dependiendo del defecto.
Patógenos más frecuentes: BCG, micobacterias
ambientales.
Deficiencia: - completa fenotipo clínico más
severo (comienzo más temprano, mayor número y severidad de
infecciones, menor sobrevida).
infecciones
resistentes a
quimioterapia antimicobacteriana intensa.
- parcial DP-IFNγR1: mayor
frecuencia de osteomielitis por micobacterias con
buena respuesta al tratamiento.
Receptores mutantes
WT IFN-γR1
EC
TM
IC
AR
AR
AR
AD
Expresión en
superficie
-
+
+
+++
Unión a IFNγ
-
-
+/-?
+
Defectos en
señalización
completo
completo
parcial
parcial
Herencia
Receptores mutantes
WT IFN-γR2
EC
TM
IC
AR
AR
Expresión en
superficie
-
+
Unión a IFNγ
+?
+
Defectos en
señalización
completo
parcial
Herencia
SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES
POR MICOBACTERIAS
1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por
IFNγ/L12 susceptibles a infecciones por micobacterias
ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG.
IFN-γR1
IFN-γR2
IL-12Rβ1
IL-12p40
STAT-1
MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-γ/IL-12
bacteria
DCDC-sign
R Toll/CD14
Toll/CD14
IL-12
IFNIFN-α
ILIL-12R
R de
manosa
β1
β2
fagosoma
muerte
bacteriana
IFN-γ
quemoquinas
TNFTNF-α
R1
R2
r
IFNIFN-γR
TNFTNF-αR
Li Th1/cél. NK
FAGOCITO MN
TNFTNF-α
Deficiencia de STAT-1
Deficiencia: - completa (2) AR
BCGitis
diseminada tratada exitosamente con
drogas anti-micobacterianas. Muerieron
por infección viral severa.
- parcial (3) AD
Gen
IL12B (p40)
IL12RB1
(IL12Rβ
(IL12Rβ1)
Herencia
Pacientes
reportados
N° (%) muertes
< 11 años
Completo
AR
16
5 (31%)
Completo
AR
58
6 (10%)
Parcial
AR
1
-
Completo
AR
26
7 (27%)
AR
2
-
M bovis BCG (1)
Salmonella (1)
M tuberculosis (1)
AD
46
-
MNT (30)
M bovis BCG (14)
M tuberculosis (1)
Salmonella (3)
Completo
AR
3
-
MNT (3)
M bovis BCG (1)
Parcial
AR
1
-
M bovis BCG (1)
Completo
AR
2
2 (100%)
inf. viral
Parcial
AD
3
-
Defecto
IFNGR1
(IFNγ
(IFNγR1)
Parcial
IFNGR2
(IFNγ
(IFNγR2)
STAT1
Principales
infecciones (n°)
M bovis BCG (12)
M tuberculosis (1)
Salmonella spp (5)
M bovis BCG (27)
MNT (12)
M tuberculosis (3)
Salmonella spp (29)
M bovis BCG (1)
MNT(22)
M bovis BCG (11)
M tuberculosis (1)
Salmonella (1)
M bovis BCG (2)
Viral (2)
M bovis BCG (1)
MNT (1)
Tratamiento
Deficiencia de IL12Rβ1 o IL12p40: quimioterapia
ATB intensa a largo plazo, IFNγr dependiendo el caso.
Deficiencia parcial de IFNγR: quimioterapia ATB
intensa a largo plazo, IFNγr a mayores dosis.
Deficiencia completa de
refractarias a ATB, TMO.
IFNγR:
usualmente
Deficiencia de STAT-1 parcial: quimioterapia ATB.
Deficiencia de STAT-1 completa: quimioterapia
ATB.
P1
P2
P3
Edad / Sexo
4 años/ fem
Presentación
Enf. Regional
1 mes
6 meses
3 meses
Infección
diseminada
8 meses
2 años
17 meses
Ganglio
regional
Ganglio distal
Secr. bronquial
Biopsia
axilar,
Lav. gástrico
Ganglio distal
Aislamiento
Biopsia axilar,
hemocultivo,
coprocultivo
Lav. gástrico
Ganglio distal
15 años/masc 3 años/ fem
Tratamiento
Anti TBC
IFNγr
Anti TBC
IFNγr
Anti TBC
IFNγr
Evolución
Sin
enfermedad
Infecció
Infección
persistente por
13 añ
años.
Actualmente sin
enfermedad
Infección
persistente
Evaluaci
ón de
ón yy funcionalidad
éculas
Evaluación
de la
la expresi
expresión
funcionalidad de
de mol
moléculas
de
ía IFN
γ/IL12 por
ía de
de la
la vvía
IFNγ/IL12
por citometr
citometría
de flujo.
flujo.
ón de
γR1 en
Expresi
Expresión
de IFN
IFNγR1
en monocitos.
monocitos.
ón de
γ rr en
Fosforilaci
Fosforilación
de STAT1
STAT1 mediada
mediada por
por IFN
IFNγ
en
monocitos.
monocitos.
ón de
ática en
en
Producci
Producción
de IL12
IL12 (p40/p70)
(p40/p70) citoplasm
citoplasmática
monocitos
monocitos activados
activados con
con LPS
LPS ee IFN
IFN γγ..
ón de
1 del
Expresi
Expresión
de la
la cadena
cadena ββ1
del receptor
receptor de
de IL12
IL12
en
en CMT
CMT activadas
activadas con
con PHA.
PHA.
ón de
en
Fosforilaci
Fosforilación
de STAT4
STAT4 mediada
mediada por
por IL12
IL12rr en
CMT
CMT previamente
previamente estimuladas
estimuladas con
con PHA
PHA ee IL2.
IL2.
Fosforilación de STAT1 mediada por IFNγ r en monocitos
Paciente
Control Normal
1x106 CMT
RPMI 20%SBF
IFNγ r (20UI)
BASAL
ESTIMULADO
10 min, 37°C
Lavar
Marcación i.c. con mAbs anti-STAT1 Y STAT1-P
Análisis por CF en región monocítica
Evaluación de la función del Receptor de IFNγ
Fosforilación de STAT1
89%
M1
Stat1 P
basal
R1
%Stat 1
P1
P2
P3
N
97
99
89
91
%Stat1P %Stat1P
basal
estimulada
0
0
0
0
70
90
70
80
Stat1 P
est
Producción de IL12 (p40/p70)
citoplasmática
% IL12 (monocitos)
P1
P2
P3
N
LPS
6
10
5
14
LPS/IFNγγ
12
35
18
33
Expresión de la Cadena β1 Rc. IL12
% Cadena β1 Rc. IL12
PHA
PHA+IL2
Paciente
%CD25
P1
0%
0%
80%
P2
0%
3%
81%
P3
0%
0%
81%
N
51%
55%
83%
paciente
0%
normal
0%
M1
Cadena β1 Rc IL12
51%
51%
M1
Cadena β1 Rc IL12
Fosforilación de STAT4 mediada por IL12r en CMT
previamente estimuladas con PHA e IL2.
Paciente
Control Normal
PBS 2%SBF
1x106 CMT
PHA
IL-2r
IFNα
IFNαr
ILIL-12r
20 min, 37°C
Lavar
Marcación i.c. con mAbs anti-STAT4 Y STAT4-P
Análisis por CF en región linfoide
Evaluaci
ón de la funcionalidad del receptor de IL12
Evaluación
fosforilaci
ón de STAT 4
fosforilación
paciente
STAT 4
STAT 4-P
con IL12
STAT 4-P
con IFNα
α
normal
98%
70%
M1
M1
34%
neg
M1
77%
M1
80%
M1
M1
Paciente 2
RNT PAEG
Vacunado al nacer con BCG.
6 meses: BGCitis localizada/regional en brazo derecho.
Durante los 2 primeros años: infección pulmonar recurrente.
2 años: aislamiento de M bovis-BCG de esputo y ganglio axilar.
Durante los siguientes 13 años: múltiples tratamientos antimicobacterianos. Sin eliminación de la micobacteria ni mejoría
clínica.
9 años: HIV (-), IDP(-).
14 años: Se constató deficiencia de IL-12Rβ1 por BM: Q542X,
CF: función y expresión de IL-12Rβ1: ausente.
15 años: deterioro clínico importante a pesar de tto. Antimicobacteriano e IFNγr (40 µg/m2)
Medición de actividad bactericida/bacteriostática del
suero: ausente.
Se constata enteropatía perdedora de proteínas y
esteatorrea.
Aumento de dosis de IFNγr (100 µg/m2) y cambio de antimicobacterianos.
+ 2 meses de tto.: negativiza el esputo.
+ 8 meses de tto.: neuropatía óptica y periférica
(Estreptomicina, Linezolid).
Tto. concluído al año.
Profilaxis con acitromicina semanal.
+ 6 meses de profilaxis: continúa con cultivos (-), lesión
torácica resuelta, neuropatía óptica y periférica:
recuperación significativa.
Inicio de
tratamiento
6 meses
4 meses
9 meses
GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!