Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA Actividad Inmunomoduladora de TRANSFERON® (Extracto Dializado de Leucocitos) en un modelo de infección herpética con el virus Herpes Simplex Tipo 1. TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO PRESENTA EDWIN ANGEL GONZÁLEZ AMAYA MÉXICO, D.F. AÑO 2015 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO: PRESIDENTE: Profesor: PATRICIA ELVIRA BERRON RUIZ VOCAL: Profesor: ROCIO GABRIELA TIRADO MENDOZA SECRETARIO: Profesor: NOHEMI SALINAS JAZMIN 1er. SUPLENTE: Profesor: MARIO ADAN MORENO EUTIMIO 2° SUPLENTE: Profesor: GIBRAN PEREZ MONTESINOS SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: UNIDAD DE DESARROLLO E INVESTIGACION EN BIOPROCESOS ASESOR DEL TEMA: NOHEMI SALINAS JAZMIN _____________________________ SUSTENTANTE (S): EDWIN ANGEL GONZALEZ AMAYA _____________________________ Índice General i Contenido. Índice General........................................................................................................................ I Índice de imágenes................................................................................................................ IV Índice de tablas...................................................................................................................... V Índice de figuras.................................................................................................................... VI Abreviaturas........................................................................................................................... VII 1. Resumen 1.1. Resumen..................................................................................................................... 1 2. Marco teórico. 2.1. Infección viral……………………………………………………………………................ 2 2.2. Herpesviridae.............................................................................................................. 3 2.2.1. Estructura de virus Herpes Simplex tipo 1 (VHS-1)........................................ 4 2.2.2. Entrada viral..................................................................................................... 5 2.2.3. Replicación de VHS-1..................................................................................... 6 2.2.4. Latencia........................................................................................................... 8 2.2.5. Reactivación.................................................................................................... 8 2.3. Infección herpética..................................................................................................... 10 2.3.1. Epidemiología del VHS-1................................................................................ 11 2.4. Respuesta inmune contra VHS-1.............................................................................. 12 2.5. Reconocimiento viral................................................................................................. 15 2.5.1. Toll Like Receptors (TLR)............................................................................... 15 2.5.2. TLR extracelular activado por VHS-1…………................................................ 16 2.5.2.1. TLR2................................................................................................... 16 2.5.3. TLR intracelulares activados por VHS-1......................................................... 16 2.5.3.1. TLR3................................................................................................... 16 2.5.3.2. TLR7................................................................................................... 17 2.5.3.3. TLR9................................................................................................... 18 2.6. TRANSFERON® (Extracto Dializado de Leucocitos)……………………...…............ 20 2.6.1. Extracto Dializado de leucocitos (EDL) y aplicaciones.................................... 22 2.6.2. Extracto Dializado de leucocitos (EDL) y VHS-1……………………………….. 24 2.7. Modelo murino de infección herpética..................................................................... 25 Índice General ii 3. Justificación. 3.1. Justificación............................................................................................................... 27 4. Hipótesis. 4.1. Hipótesis..................................................................................................................... 28 5. Objetivos. 5.1. Objetivos generales................................................................................................... 29 5.2. Objetivos particulares................................................................................................ 29 6. Materiales y métodos. 6.1. Cultivo y obtención de células VERO (ATCC CCL-81)........................................... 30 6.2. Propagación viral (VHS-1 ATCC™ VR-1493)........................................................... 31 6.2.1. Cosecha viral................................................................................................... 31 6.2.2. Determinación del título viral........................................................................... 32 6.3. Ratones....................................................................................................................... 34 6.4. Inoculación viral......................................................................................................... 35 6.5. Esquema de infección, extracción de órganos y administración de TRANSFERON®.................................................................................................................. 36 6.5.1. Clasificación de los grupos.............................................................................. 36 6.5.2. Esquema de administración de TRANSFERON® y extracción de órganos.... 36 6.5.2.1. Obtención de órganos linfoides……................................................... 37 6.5.2.2. Obtención de células provenientes de ganglios inguinales y bazo…. 37 6.6. Anticuerpos................................................................................................................ 39 6.6.1. Titulación de anticuerpos................................................................................ 40 6.6.2. Diseño de paneles de anticuerpos.................................................................. 41 6.6.3. Tinciones celulares.......................................................................................... 43 6.6.3.1. Tinciones extracelulares..................................................................... 43 6.6.3.2. Tinciones intracelulares...................................................................... 43 6.7. Análisis citométrico................................................................................................... 44 6.7.1. Análisis citométrico de la combinación 1: linfocitos T (CD4+, CD8+) y células CD3- /CD19+ (%y expresión de TLR3, TLR7 y TLR9................................................ 44 6.7.2. Análisis citométrico de la combinación 2: Células NK 1.1 y células CD16+/32+ (% y expresión de TLR3, TLR7 y TLR9)................................................. 45 6.8. Análisis estadístico.................................................................................................... 46 Índice General iii 7. Resultados. 7.1. Porcentaje de células CD19+/CD3- y CD19-/CD3+ de ganglios inguinales y bazo. 47 7.2. Porcentaje de células CD4+/CD8- y CD4-/CD8+ de ganglios inguinales y bazo…. 50 7.3. Porcentaje de células NK 1.1 y células CD16+/32+de ganglios inguinales ybazo 52 7.4. Expresión de TLR3 en células de Ganglios Inguinales…………………………….. 54 7.5. Expresión de TLR7 en células de Ganglios Inguinales.…………...……………….. 57 7.6. Expresión de TLR9 en células de Ganglios Inguinales……...………………..……. 61 8. Discusión. 8.1. Discusión de resultados.......................................................................................... 65 9. Observaciones 9.1. Observaciones finales............................................................................................... 70 10. Conclusiones. 10.1. Conclusiones……………………………………………………………..………………… 71 11. Referencias bibliográficas. 11.1. Bibliografía………………………………………………………………………………….. 72 Índice de Imágenes iv Índice de imágenes. Imagen 1. Componentes de Virus Herpes Simplex Tipo 1 (VHS-1)........... 4 Imagen 2. Cronología de infección celular por VHS-1................................ 7 Imagen 3. Proceso de establecimiento y reactivación viral....................... 9 Imagen 4. Lesiones provocadas por VHS-1................................................ 10 Imagen 5. Respuesta inmune a VHS-1......................................................... 14 Imagen 6. Rutas de señalizaciónTLR3, TLR7 y TLR9 activadas por componentes de VHS-1………………………………………………………..... 19 Imagen 7. Curva de sobrevida de ratones infectados con VHS-1 tratados con el lote 12C04 de TRANSFERON® oral……………………….... 21 Imagen 8. Regulación de citocinas al administrar TRANSFERON®……. 21 Imagen 9. Diseño de la placa de cultivo para determinar el título viral…… 33 Imagen 10. Planificación de administración con TRANSFERON® y extracción de órganos................................................................................... 36 Imagen 11. Esquematización de diluciones seriadas................................. 40 Imagen 12. Espectros de emisión de los fluorocromos utilizados en la combinación 1................................................................................................ 41 Imagen 13. Espectros de emisión de los fluorocromos utilizados en la combinación 2................................................................................................ 42 Imagen 14. Estrategia de análisis citométrico de la combinación 1........ 44 Imagen 15. Estrategia de análisis citométrico de la combinación 2........ 45 Índice de Tablas v Índice de tablas. Tabla 1. Grupos del ensayo........................................................................... 36 Tabla 2. Anticuerpos...................................................................................... 39 Tabla 3. Concentración final de anticuerpos............................................... 40 Índice de Figuras vi Índice de figuras. Figura 1. Porcentaje de células fenotipo CD3+/CD19+ de ganglios inguinales y bazo…………………………………………………………............ 49 Figura 2. Porcentaje de células fenotipo CD4+/CD8+ de ganglios inguinales y bazo........................................................................................... 51 Figura 3. Porcentaje de células fenotipo NK1.1 y CD16+/32+ de ganglios inguinales y bazo…...…………………………………………........................... 53 Figura 4. Expresión de TLR3 en células CD8+ de ganglios inguinales..... 55 Figura 5. Expresión de TLR3 en células NK1.1 de ganglios inguinales... 56 Figura 6. Expresión de TLR3 en células CD16+/32+ de ganglios inguinales…………………………………………………………………………... 56 Figura 7. Expresión de TLR7 en células CD19+ de ganglios inguinales... 58 Figura 8. Expresión de TLR7 en células CD4+ de ganglios inguinales..... 59 Figura 9. Expresión de TLR7 en células NK1.1 de ganglios inguinales... 59 Figura 10. Expresión de TLR7 en células CD16+/32+ de ganglios inguinales…………………………………………………………………………... 60 Figura 11. Expresión de TLR9 en células CD4+ de ganglios inguinales 62 Figura 12. Expresión de TLR9 en células CD8+ de ganglios inguinales... 63 Figura 13. Expresión de TLR9 en células NK1.1 de ganglios inguinales. 63 Figura 14. Expresión de TLR9 en células CD16+/32+ de ganglios inguinales…………………………………………………………………………... 64 Abreviaturas vii Abreviaturas. µL. Microlitos. AC. Anticuerpo. APC. Célula presentadora de antígeno (Antigen Presenting Cells). BL. Buffer de lavado. BT. Buffer de tinción. BP. Buffer de permeabilizado. cAMP. AMP cíclico. cbp: Cuanto baste para CD16+/32+. Células con fenotipo CD16+/32+ (células dendríticas, macrófagos, granulocitos). CD3-/CD19+. Linfocitos con fenotipo CD3-/CD19+ (linfocitos B). CD3+/CD19-. Linfocitos con fenotipo CD3+/CD19- (linfocitos T). CD4+. Subpoblación de linfocitos T CD4+. CD8+. Subpoblación de linfocitos T CD8+. CMV. Citomegalovirus. CPE. Efecto citopático (Cytophatic Effect). CTL´s. Linfocitos T citotóxicos (Cytotoxic T Lymphocytes). Da. Daltones. DC. Células dendríticas (Dendritic Cells). DES. Diferencia estadísticamente significativa. Abreviaturas viii dIMF. Delta de intensidad media de fluorescencia. DNA. Ácido desoxirribonucleico (Deoxyribonucleic Acid). DTH. Hipersensibilidad retardada (Delayed Time Hypersensivity). E. Genes tempranos de la replicación de VHS-1. EBV. Virus Epstein Barr. EDL. Extracto dializado leucocitario. EEM. Error estándar de la media. EMEM. Medio mínimo esencial Eagle. ENCB. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas. FEUM. Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos. FT. Factor de transferencia. gB. Glicoproteína B del virus herpes simplex tipo1. gC. Glicoproteína C del virus herpes simplex tipo1. gD. Glicoproteína D del virus herpes simplex tipo1. gG. Glicoproteína G del virus herpes simplex tipo1. gH. Glicoproteína H del virus herpes simplex tipo1. gI. Glicoproteína I del virus herpes simplex tipo1. HCEC´s. Célula epitelial de córnea humana (Human Corneal Epithelial Cell). HCF-1. Factor 1 de célula hospedera (Host Cell Factor-1). HHV-6. Virus Herpes Humano Tipo 6 (Human Herpes Virus-6). HHV-7. Virus Herpes Humano Tipo 7 (Human Herpes Virus-7). Abreviaturas ix HHV-8. Virus Herpes Humano Tipo 8 (Human Herpes Virus-8). HSPG´s. Receptores de proteoglicanos de heparán sulfato (Heparan Sulfate Proteoglycans Receptors). HVEM. Receptores humanos mediadores de entrada viral (Human Viral Entrance Mediators). IE.Genes inmediatos tempranos (Immediate Early) de la replicación de VHS- 1. Ig. Inmunoglobulina. IL. Interleucina. IMF. Intensidad media de fluorescencia. INF. Infectado INF+T. infectado con tratamiento (TRANSFERON®). INF-1. Interferones tipo 1 (INF-α, INF-β) INF-α. Interferón alfa. INF-β. Interferón beta. INF-γ. Interferón gamma. iNOS. Óxido nítrico sintasa. IPC. Células productores de interferón (Interferon Producer Cells). IPN. Instituto Politécnico Nacional. kbp. Kilo pares de bases. kDa. Kilo Daltones. L. Genes tardíos (lately) de la replicación de VHS-1. Abreviaturas x LAT. Transcripto asociado a latencia. LPS. Lipopolisacárido. MHC1.Complejo principal de histocompatibilidad 1(Major Histocompatibility Complex-1). MHC2. Complejo principal de histocompatibilidad 2 (Major Histocompatibility Complex-2). mL. Mililitros.MOI. Multiplicidad de infección (Multiplicity of Infection). mRNA. MicroRNA MyD88. . Proteína de respuesta primaria de diferenciación mieloide 88 NF-ΚB. Factor nuclear potenciador de cadenas kappa de células B. NK 1.1. Células Natural Killer 1.1. nm. Nanómetro. NO INF. No infectado. NO INF+T. No infectado con tratamiento (TRANSFERON®). NO. Óxido nitroso. OCT-1. Octámero de transcripción 1. p.i. postinfección. PAMP´s. Patrones moleculares asociados a patógenos (Pathogen- Associated Molecular Patterns). PBS. Solución buffer de Fosfatos (Phosphate Buffer Solutions). pDC´s. Células dendríticas plasmacitoides (Plasmacytoid Dendritic Cells). Abreviaturas xi PFT: Proyecto Factor de Transferencia. PRR´s. Receptores de reconocimiento de patrones (Patterns-Recognition Receptors). RNA. Ácido ribonucleico (Ribonucleic Acid). SD. Desviación estándar (Standard Desviation). SFB. Suero fetal bovino TAP 1/TAP 2. Transportador asociado a presentación de antígenos 1/2. LTh1. Linfocitos T helper (auxiliar) 1 (Lymphocyte T Helper-1). LTh2. Linfocitos T helper (auxiliar) 2 (Lymphocyte T Helper-2). TIF-α. Factor de transactivación de interferones alfa. TIR. Receptor Toll/IL-1 (Receptor IL Toll). TLR. Receptor tipo Toll (Toll Like Receptor). TNF-α. Factor de necrosis tumoral alfa (Tumoral Necrosis Factor-alpha). TNF-β. Factor de necrosis tumoral beta (Tumoral Necrosis Factor-betha). TRIF. Factor transcripcional liberador de Interferones (Transcriptional Release Interferon Factor). UDIBI. Unidad de Desarrollo e Investigación en Bioprocesos. VHS-1. Virus Herpes Simplex Tipo 1. VHS-2. Virus Herpes Simplex Tipo 2. VP. Proteínas Virales. VZV. Virus Varicela Zoster. Resumen 1 1.1. Resumen Los extractos dializados de leucocitos (EDL) son mezclas peptídicas menores a 10KDa que se obtienen a partir de la disrupción de leucocitos de donadores sanos. Se les atribuye la capacidad de modular la respuesta inmune contra enfermedades bacterianas, parasíticas, virales, fúngicas y autoinmunes. Investigaciones previas han reportado que los EDL modifican porcentajes celulares y expresión de citocinas en sangre en infecciones con VHS-1. Generalmente VHS-1 es autolimitante, sin embargo en personas inmunocomprometidas el virus puede causar severos daños epiteliales y neuronales. Para el reconocimiento de VHS-1 participan componentes celulares y humorales de la respuesta inmune que tratan de eliminar o limitar la acción del virus. TRANSFERON® es un EDL producido bajo buenas prácticas de fabricación en las instalaciones de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, ha mostrado clínicamente ser un excelente agente terapéutico contra la infección provocada por el VHS-1 ya que disminuye la potencia, el tiempo y la periodicidad de la infección con este virus. Por esta razón el siguiente trabajo se enfocó en evaluar el posible efecto protector que ejerce TRANSFERON® en un modelo murino de Virus Herpes Simplex Tipo 1 (VHS-1) cutáneo, al medir porcentajes y expresión de TLR3, TLR7 y TLR9 en células del sistema inmune innato y adaptativo de ganglios inguinales. Con los datos obtenidos experimentalmente pudimos detectar un cambio en los porcentajes de células CD19+ (20%-40%), CD3+ (80%-50%) y NK 1.1 (2%-3%) de ganglios inguinales debido a la infección con VHS-1 más no al tratamiento con TRANSFERON®. Por otro lado se observaron variaciones en el patrón de expresión de los TLR al analizar células de ganglios inguinales obtenidas de ratones infectados o no infectados que recibieron o no tratamiento con TRANSFERON® que correlacionan y posiblemente contribuyan con la sobrevida de estos ratones infectados con VHS-1. Marco Teórico 2 2.1. Infección Viral. Durante toda la vida, el ser humano está en contacto diariamente con diversos microorganismos que conviven con él de manera sinérgica, simbiótica o parasítica. De estas, la última forma de vida generalmente es la causante de diferentes patologías dependiendo de su origen (bacteriano, viral, parasítico o fúngico) de dicho microorganismo. Las patologías virales actualmente representan un gran reto en la salud pública, ya que la aparición de nuevos virus con cambios en sus patrones epidemiológicos y la resistencia a fármacos, son nuevos campos de estudio para la ciencia. Los virus son pequeños segmentos de ácidos nucleícos encerrados dentro de una envoltura de proteínas y/o lipoproteínas que tienen la habilidad de penetrar las células del hospedero y utilizar la maquinaria celular para replicarse. El más simple de ellos consta de pocos genes que codifican para una polimerasa e importantes proteínas que componen a un virión, mientras que los virus más complejos contienen cientos de genes que codifican para numerosas proteínas estructurales, proteínas que alteran el metabolismo celular a favor de la replicación viral (o hacer capaz al virus para persistir en un estado latente) y proteínas que modifican la respuesta inmune del hospedero para favorecer la transmisión del virus. Las infecciones virales, ya sean agudas o persistentes, activan la respuesta inmune del hospedero infectado. La respuesta depende de diferentes variables como el tipo del virus, dosis infectiva, sitio de infección, ruta, transmisión, respaldo genético del infectado y la capacidad del sistema inmune del hospedero para responder. En infecciones virales, el sistema inmune del hospedero es el principal actor y la respuesta inmune innata es la primera línea de defensa que previene una invasión, esparcimiento o replicación temprana del virus, antes de que actúe una protección más específica por parte del sistema inmune adaptativo. Marco Teórico 3 2.2. Herpesviridae. La familia Herpesviridae comprende virus estructuralmente parecidos y se subdividen en tres subfamilias dependiendo de sus actividades biológicas: Alphaherpesviridae: Incluye a herpes simplex tipo 1 (VHS-1), herpes simplex tipo 2 (VHS-2) y varicela-zoster (VZV). Estos virus lisan las células infectadas y establecen infecciones latentes en ganglios neuronales sensoriales1, 2. Betaherpesviridae: Comprende a citomegalovirus (CMV), virus herpes humano tipo 6 (HHV-6) y virus herpes humano tipo 7 (HHV-7), infectan y permanecen en tejidos linfoides, glándulas salivales y riñones, 2. Gammaherpesviridae: Comprende al virus Epstein Barr (EBV) y el virus herpes humano tipo 8 (HHV-8). Se replica en células linfoides y puede producir infecciones líticas en células epiteliales. Establecen latencia en células linfoides1, 2. Los herpesvirus tienen una estructura similar, miden de entre 150 y 200nm, con simetría icosaédrica, DNA de doble cadena lineal, cápside de 162 capsómeros y una envoltura glicoproteínica. Entre la cápside y la envoltura tiene una doble capa proteica y enzimas virales necesarias para efectuar una reactivación. Antigénicamente le funciona como un disfraz utilizando material propio de la célula huésped 1, 2. Marco Teórico 4 2.2.1 Estructura de VHS-1. VHS-1 es un virus envuelto con un diámetro entre 180 y 200nm; estructuralmente los herpes virus están formados de afuera hacia adentro por 4 principales elementos: una envoltura de glicoproteínas, el tegumento, la nucleocápside y el material genético3. Los alfa-herpesvirus son de un núcleo denso de electrones con una doble cadena lineal de DNA (dsDNA) cuya longitud varía de 120 a 230 kbp, que codifican para aproximadamente 84 genes4 encerradas dentro de una cápside icosaédrica constituida de 162 capsómeros de composición proteica la cual está compuesta básicamente por4 proteínas virales: VP5 (UL19), VP26 (UL35), VP23 (UL18) y VP19 (UL38)5. La cápside está rodeada por una capa de proteínas conocida como tegumento, conformado por 23 proteínas, una de ellas, VP16 conocido también como factor inductor de trans-activación α (TIF-α) codificada por UL4, importante en la replicación y reactivación viral6. Otras proteínas virales importantes que se encuentran en el tegumento son VP22 (UL49) que tiene la habilidad de diseminarse de célula a célula y una proteína VP1-2 (UL36) cuyo papel es importante en la liberación del DNA viral en el poro nuclear celular durante la entrada del virus. Posterior el tegumento se encuentra la envoltura viral, la cual contiene once glucoproteínas virales; siendo las más importantes: gB (VP7y VP8.5 codificadas por el gen UL27), gC (VP8; UL44) y gD (VP17, VP18; UL6), que reconocen e interactúan con el receptor celular del hospedero, y gG (UL4) que diferencia a VHS1 de VHS-2 1,7, 6. Imagen 1. Componentes de Virus Herpes Simplex Tipo 1 (VHS-1). Marco Teórico 5 2.2.2. Entrada Viral. La entrada de VHS-1 al cuerpo humano es a través de heridas en la piel por inoculación en mucosa donde se lleva a cabo la replicación en células epiteliales La entrada de VHS-1 se da en dos etapas; en la primera existe una interacción de la envoltura con la membrana plasmática. Esta etapa es dependiente de la interacción de proteínas víricas con receptores específicos en la superficie celular lo que lleva a la endocitosis del virus y posteriormente a la segunda etapa que es la fusión de la envoltura viral con la membrana de la vesícula endocítica5. La primera etapa consta de una interacción reversible de la envoltura viral con la membrana celular, donde existe la unión de las proteínas viriónicas gB y gC con receptores de proteoglicanos de heparán sulfato (HSPG´s) de la superficie celular5. Después de la unión en la superficie celular, el virus entra a través de una fusión con la membrana plasmática. La fusión es mediada por la glucoproteína D (gD) la cual interactúa con los receptores celulares que median la entrada del virus (HVEM), induciendo así cambios conformacionales en gD8. Estos cambios causan la formación de complejos de fusión multiproteínicos (gD, gB, gH y gL), capaces de usar múltiples receptores encontrados en diversos tipos celulares para iniciar la fusión. El receptor HVEM es una molécula perteneciente a la familia de receptores de TNF, llamado también Nectin-1 del grupo de la superfamilia de las inmunoglobulinas; es una forma modificada de receptores heparán sulfato (3-OS HS) el cual es altamente expresado en células inmunes, células epiteliales y neuronas tanto de animales como de humanos, sin embargo, este receptor modificado de heparán sulfato (Nectin-1) sólo media la entrada de VHS-1 y no de VHS-2 en las células antes mencionadas9. Marco Teórico 6 2.2.3. Replicación de VHS-1. Principalmente las proteínas del tegumento son las encargadas del proceso de la replicación en células, además de funciones como la evasión del sistema inmune y la promoción de la transcripción de genes virales. La proteína del tegumento VP16 asociado a factor 1 de la célula hospedera (HCF-1) se unen con el octámero transcripción 1 (OCT-1) para formar un complejo factor transcripcional, el cual promueve fuertemente la transcripción de genes virales inmediatos tempranos (IE) o también conocidos como genes α, encargados de primera instancia de la transactivación y evasión del sistema inmune. Los productos génicos α sirven para activar la transcripción de genes tempranos (E) o genes β que codifican proteínas necesarias para la replicación de DNA viral. Enseguida de una replicación del genoma viral, los genes β que se replicaron en esta etapa, son esenciales para la replicación los genes γ o tardíos (L) que codifican elementos estructurales del virión 3,10. Las proteínas del tegumento (VP16) asociadas con los factores de transcripción celular, promueven la transcripción de cinco IE mRNA codificando en células infectadas, las proteínas 0 (ICP0), ICP4, ICP22, ICP27, ICP47. Las cuatro proteínas ICP0, 4, 22, 27 son reguladores transcripcionales y traduccionales de genes tempranos (E) y genes tardíos (L), mientras que ICP47 interfiere con el transporte asociado a la presentación de antígenos (TAP1/TAP2) y por lo tanto altera la presentación de antígenos a través de las moléculas codificadas por el gen del complejo principal de histocompatibilidad tipo 1 (MHC1)11. La acumulación de ICP4 e ICP27 inician la expresión de genes tempranos (E), los cuales primeramente codifican en proteínas involucradas en la replicación de DNA viral. Finalmente, los genes L se producen después de la replicación de DNA viral y conllevan a la producción de proteínas estructurales (proteínas de tegumento y proteínas de la cápside); subsecuentemente estas proteínas (tegumento y cápside) se asocian para la formación de viriones que una vez incorporados dentro de vesículas son liberados por exocitosis. Alternativamente el virus puede ser liberado por lisis celular o por la formación de sincitios12. Marco Teórico 7 Imagen 2.Cronología de infección celular por el virus Herpes Simplex Tipo 1 (VHS-1) .Interacción de proteínas virales gB y gC con receptores HSPG´s de membrana celular, (2) Liberación las proteínas de la cápside y el tegumento en el citosol. (3) La cápside es transportada gracias a la maquinaria del citoesqueleto celular al núcleo a través de un poro y libera el DNA viral. (4)VP16 se localiza en el núcleo. (5) El DNA viral es transcrito por la RNA polimerasa II del hospedero para obtener los primeros genes α estimulados por la proteína del tegumento VP16. Cinco de seis proteínas alfa funcionan como reguladores de la expresión génica viral en el núcleo. (6) Las proteínas alfa transactivan los genes beta. Las proteínas beta están implicadas en la replicación del DNA viral. (7) DNA viral estimula la expresión de genes gamma. Las proteínas gamma están encargadas en el ensamblaje en el núcleo de los componentes virales y las modificaciones en la membrana celular para la formación del virión. (8) El DNA viral es encapsilado. (9) La cápside que contiene al DNA brota desde el interior celular para formar un virión nuevo envuelto. Marco Teórico 8 2.2.4. Latencia. VHS-1 es un virus que tiene la capacidad de permanecer en un estado latente (no replicativo) dentro de la neurona. Durante la latencia, la transcripción del genoma de VHS-1 está principalmente representado por un único RNA: el transcripto asociado a latencia (LAT). El LAT es inusual, ya que es un transcripto de aproximadamente 6.3kDa altamente inestable y se encuentra dentro de las células sensoriales infectadas13. El LAT tiene diversas funciones, una de ellas es la de inhibir rutas extrínsecas e intrínsecas de apoptosis celular y con ello favorecer una posterior reactivación viral14, 16. Existe un balance para mantener al virus en un estado latente. Las contribuciones para que se de este balance dependen del ambiente neuronal, el LAT y las células CD8+ que rodean a las neuronas15. Durante la latencia el LAT es el transcripto predominante producido a partir del genoma viral, sin embargo, sigue existiendo un nivel bajo de genes líticos necesarios para promover la producción de VP16 y genes γ útiles para la reactivación viral10. 2.2.5. Reactivación. En la Imagen 3 se muestra la morfología polarizada de las neuronas, la cual contribuye al establecimiento y control de la latenciade VHS-1. Durante la infección inicial VHS-1 entra al sistema nervioso central vía axones terminales o neuronas periféricas que inervan la mucosa o placas epiteliales; las cápsides se someten a un transporte axonal retrogrado al soma neuronal donde el genoma (círculos verdes) es liberado dentro del núcleo. Las proteínas del tegumento VP16 (triángulos azules) se disocian casi inmediatamente después de la liberación del virus dentro del citoplasma y se translocan hacia el núcleo con muy baja eficiencia debido a la presencia de factor transcripcional del hospedero HCF-1(puntos negros) en el citoplasma de ambos axones y cuerpo celular. VP16 es necesaria para una productiva replicación en neurona y por lo tanto la ausencia de VP16 facilita el establecimiento de la latencia. La reactivación de los estímulos puede provocar cambios en las neuronas, incluyendo acumulación nuclear de HCF-1 y VP16, las cuales se sintetizan de novo junto con otras proteínas virales Marco Teórico 9 regulatorias. La estimulación de los transcriptos virales líticos por VP16, lleva a la amplificación de DNA viral y a la síntesis de proteínas viriónicas. La cápside y los viriones se transportan de manera anterógrada a la terminación axonal, donde maduran y son liberados de nuevo en células epiteliales, con lo que el ciclo vuelve a comenzar17. Imagen 3. Proceso de establecimiento y reactivación viral. A) Establecimiento: infección en terminales neuronales y transporte retrogrado al soma de la neurona B) Acumulación de VP-16 y HCF-1 para la promoción de genes α. Transporte anterógrado hacia la zona que inerva la neurona y consecuente producción de nuevos viriones. Marco Teórico 10 2.3. Infección herpética. La enfermedad causada por VHS-1 o VHS-2 tiene características únicas, representada por una inflamación cutánea con tonalidad rojiza y purulenta mejor conocida como lesión herpética. VHS-1 y VHS-2 son virus que una vez inoculados en células epiteliales comienzan una temprana etapa infecciosa y productiva de viriones. Los virus tienen la habilidad de transportarse retrógradamente al soma de las neuronas por medio de los axones y permanecer en un estado no replicante (latente) e inducir recurrentes infecciones productivas, gracias a la reactivación del virus cuando éste se transporta del soma neuronal hacia el sitio epitelial que inerva (transporte anterógrado)17,23. Las manifestaciones clínicas más recurrentes son principalmente lesivas, provocando herpes orofacial y herpes genital, asociado a VHS-1 y VHS-2 respectivamente. En muchas ocasiones estas infecciones son asintomáticas, siendo esta la forma más común de la propagación viral 18, 19. La repetitividad de las manifestaciones se debe a factores ambientales, emocionales o físicos a los que el infectado está expuesto. Se ha observado que la frecuencia de la infección es directamente proporcional a la severidad y duración de la primo infección con este virus. Un grupo con mayor riesgo de infección, son pacientes inmunocomprometidos quienes desarrollan severas y frecuentes infecciones herpéticas20, 21. Imagen 4. Lesiones provocadas por VHS-1.A. Gingivoestomatitis herpética. B. Herpes labial C. Panadizo herpético D. Herpes Simplex 1 de localización genital. Infectious skin diseases II: viral and parasitic infections. Hospital Clínico Universidad de Chile 2007. Marco Teórico 11 2.3.1. Epidemiología del virus herpes simple tipo 1 (VHS-1). VHS-1 es un virus patogénico humano que tiene una seroprevalencia del 80% al 90% en la población mundial adulta que sufre alguna inmunodeficiencia y en el 65% de la población adulta de los Estados Unidos22. Aunque las enfermedades clínicas causadas por VHS-1 generalmente son leves y autolimitantes (gingivoestomatitis, herpes labial, herpes genital, etc.), el virus (VHS-1) tiene el potencial para causar en pacientes inmunocomprometidos encefalitis letal, queratoestomatitis grave y en mujeres embarazadas el virus puede diseminarse hacia los neonatos, causando severas patologías que no son compatibles con la vida del recién nacido23. La infección primaria ocurre en las mucosas y en células epiteliales después de que el hospedero es infectado con secreciones de un portador del virus, resultando generalmente y de principio, en una infección lítica donde más del 80% de los genes virales están expresándose secuencialmente en una cascada temprana temporal. La infección primaria con VHS-1 ocurre usualmente en edades tempranas de la vida y a menudo son asintomáticas (90%) 23. A su vez, durante la infección primaria el virus se establece en una latente infección en neuronas sensoriales, que sirven como fuente viral para una recurrente manifestación. Los humanos son los únicos hospederos naturales de VHS-1, aunque algunas líneas celulares pueden ayudar a la replicación en cultivo de este virus, la latencia no se ha podido establecer in vitro en sistemas de cultivos celulares actualmente disponibles. Varios modelos animales pueden ser infectados con VHS-1 por vía ocular y cutánea que recapitulan completamente en todos los sentidos una verdadera infección latente parecida y particular vista en humanos ya que pueden asemejar el ambiente de la infección y replicación viral de VHS-1 en humanos24. Marco Teórico 12 2.4. Respuesta inmune contra VHS-1. El sistema inmunológico ha evolucionado para proteger a los organismos multicelulares de diversos patógenos; la respuesta generalmente actúa de manera inmediata, es adaptable y de memoria, produciendo una gran variedad de células y factores humorales de protección que son capaces de reconocer y eliminar de manera específica componentes ajenos al cuerpo. La respuesta inmunológica se compone de dos sistemas bien definidos: el sistema inmune innato y el sistema inmune adaptativo, este segundo característico de vertebrados. La meta del primero de ellos es la inmediata eliminación o limitación del esparcimiento del patógeno, el segundo tiene como responsabilidad eliminar totalmente y recordar al patógeno invasor. La inducción de una respuesta de memoria es debido a una serie de exposiciones patogénicas, con las cuales la respuesta es más rápida e intensa en caso de un ataque posterior. La adaptación de las dos tipos de respuestas inmunes es muy importante, puesto que funcionan en un sistema altamente cooperativo para producir una respuesta más eficaz de lo que haría una por si sola25. Los primeros obstáculos con los que se encuentra un patógeno en el ser humano son barreras físicas (piel, mucosas, vellosidades) que protegen al hospedero. En estas barreras físicas existen componentes químicos como ácidos, iones, lisosimas y otras enzimas que también tratan de eliminar al microorganismo que pueda causar una enfermedad25. La replicación del virus VHS-1 en células epiteliales periféricas produce la liberación de interferones tipo 1 que activaran células de la respuesta inmune innata como: macrófagos, células dendríticas, células NK, linfocitos TCD8+ citotóxicos (CTL CD8+) y granulocitos, además de promover la expresión de MHCI y MHC2 en células infectadas26. Los macrófagos secretaran interferones tipo 1, citocinas proinflamatorias (IL-6, TNF-α, RANTES) y óxido nítrico que reclutarán y activarán aún más células al sitio de la infección10. Marco Teórico 13 El INF-γ de inicio puede controlar la infección por VHS-1 activando células de la inmunidad innata(células NK) que inducen la apoptósis en células infectadas con VHS-1. Existe evidencia que las células T, células NK y posiblemente las neuronas, produzcan INF-γ y TNF-α en respuesta a la infección a VHS-1 en el Sistema Nervioso; el cual promueve la proliferación de células CD4+ Th2, ya que son estas células las indicadas para la interacción con células B y así ejercer un impacto en la respuesta inmune específica para la producción de anticuerpos contra VHS-126. Los interferones tipo 1 liberados por células epiteliales infectadas y por macrófagos, inducirán un estado antiviral en células epiteliales no infectadas, haciendo difícil para el virus su replicación en estas. También por la existencia de interferones tipo 1, habrá reclutamiento de neutrófilos que inducirán apoptosis en células infectadas y producirán TNF-α. Células NK liberarán interferón γ (INF-γ), granzimas y perforinas que inducirán apoptosis en células epiteliales infectadas con el virus VHS-127. A su vez las células NK activaran células dendríticas en el sitio de la infección al liberar INF-γ, las células dendríticas maduras, por un lado liberarán más interferones tipo 1 y por otro lado viajaran a través de los conductos linfáticos hacia los nódulos donde presentarán péptidos virales a células T y B naive para su activación 10, 28. En el sitio de la infección el principal rol de células B, en la respuesta inmune contra VHS-1 no es producir anticuerpos neutralizantes, sino trabajar como una célula presentadora de antígeno29. Las células TCD8+ ejercen su acción efectora a través de la secreción de interferón gamma, TNF-α, perforinas y granzimas después de activarse por medio de MHC-I de células infectadas con VHS-1, induciendo apoptosis30. El INF-γ promueve la presentación de péptidos virales por células presentadoras de antígenos, inhibe la replicación viral, detienen el ciclo celular de células infectadas y promueve la respuesta coordinada por linfocitos Th1. Por otra parte células Marco Teórico 14 TCD8+ se infiltran al sistema nervioso, rodean neuronas que presentan virus e inhiben la reactivación y mantienen al virus de herpes simplex tipo 1 en estado latente30. Poblaciones de linfocitos T son importantes en una infección con VHS-1, ya que después de la acción natural de células del sistema inmune, entre el cuarto y el quinto día estas células viajaran al sitio de la infección, esto se ha observado ya que cuando un virus es inoculado en cornea o epitelio, la respuesta inmune contra el virus se desarrolla en el ganglio trigémino y en ganglios linfoides cercanos al sitio de infección 31. La respuesta inmune humoral es seguida rápidamente ante una inicial infección con VHS-1. Los anticuerpos predominantes y específicos a VHS-1 son de isotipo IgA secretados por células plasmáticas. Estos anticuerpos pueden ser detectados el día 3 p.i. y seguidos por una aparición de anticuerpos subclase IgG1 e IgG3. Anticuerpos IgA específicos a VHS-1 están presentes por 6 semanas y gradualmente decrecen hasta niveles indetectables. IgM son secretados por células B y son detectados en mucosa32. Imagen 5. Respuesta inmune a VHS-1. La infección con VHS-1 en células epiteliales e induce la producción de interferón beta (INF-β). INF-β activa células de la inmunidad innata las cuales a su vez secretan interferón alfa (INF-α). Los interferones tipo 1 (INF-β e INF-α), inducen un estado antiviral producido de manera autocrina por las células epiteliales no infectadas. Interleucina-18 (IL-18) e IL-15 producida por células dendríticas (DC´s) activan células Natural Killer (NK) que secretaran INF-γ y granzimas. Las DC´s procesan viriones y los transportan a los nódulos linfoides para activar a las células naive B y T. Células T activadas viajan al sitio de la infección primaria y al ganglio trigeminal, donde rodean a las neuronas infectadas y previenen la replicación por la secreción de INF-γ y granzimas. Marco Teórico 15 2.5. Reconocimiento Viral. 2.5.1. Toll Like Receptor (TLR). Los receptores tipo Toll (TLR) son sensores del sistema inmune que se encuentran en células epiteliales, células presentadoras de antígeno (APC) como macrófagos y células dendríticas (DC), neutrófilos, además de linfocitos T y linfocitos B. Los TLR están implicados en el control de las infecciones a través del reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) de bacterias, parásitos, hogos y virus, representando así, la primera línea de defensa en la respuesta inmune innata12, 33. Los TLR son también llamados receptores de reconocimiento de patrones (PRR) capaces de iniciar cascadas de señalización dependientes de estas moléculas para tratar de eliminar al patógeno invasor. En ratones doce TLR de ratones han sido identificados, sin embargo, solo 9 han sido bien caracterizados. La expresión de la molécula depende del tipo de célula y en su habilidad para reconocer una gran variedad de patógenos invasores. TLR 1, 2, 4, 5 y 6 sirven para el reconocimiento de moléculas de patógenos en la superficie del invasor generalmente hidrofóbicas (LPS, Peptidoglicanos), mientras que los TLR 3, 7, 8 y 9 están localizados en membranas endosomales y lisosomas que sirven principalmente como sensores de ácidos nucleicos34. La cascada de señalización de los TLR se inicia por la activación de un dominio de traducción conocido como receptor Toll/IL-1 (TIR). El cual puede interactuar con adaptadores citoplasmáticos proteínicos; ya sea MyD88 (proteína de respuesta primaria de diferenciación mieloide 88) o TRIF (Factor transcripcional liberador de Interferones). Generalmente la ruta de señalización de los TLR comienza con la interacción de TIR con la proteína adaptadora citoplasmática MyD88, a excepción de TLR3 y una vía de alterna TLR4 las cuales comienzan con la interacción de TRIF35 con TIR; ambas resultas en la activación generalmente NF-κβ y la producción final de citocinas proinflamatorias, quimiocinas e interferones36. Los TLR están altamente distribuidos y son expresados en una gran variedad de tejidos y células. Varios TLR son expresados en células mieloides y linfoides, en Marco Teórico 16 particular en células dendríticas (DC), las cuales juegan un papel importante en la iniciación de una respuesta inmune adaptativa por la inducción de la maduración y producción de citocinas en DC37. La expresión de TLR del 1 al 10 has sido analizada por PCR y citometría de flujo en linfocitos T purificados. Específicamente los TLR 1, 2, 3, 4, 5, 7 y 9 fueron detectados en células T de sangre periférica de humanos. En subpoblaciones de células T (CD4+ y CD8+) purificadas de amígdalas, la expresión fue en diferente grado de TLR 1, 2, 3, 5 y 937. En células TCD4+ naive de ratones BALB/C se demostró la expresión de TLR4, TLR3, TLR5 Y TLR9, por el contrario en células TCD4+ activadas hubo una clara expresión de TLR3 y TLR938. 2.5.2. TLR extracelular activado por VHS-1. 2.5.2.1. TLR2 Si bien es conocido el papel de TLR2 en el reconocimiento de componentes membranales de bacterias (lipoproteínas), este receptor puede ser activado por proteínas virales de VHS-1 (gH/gL y gb) que al ser liberadas en el medio extracelular inician la señalización vía MyD-88, activando NF-κβ e inducir finalmente la producción de interferones tipo 1 y citocinas proinflamatorias33. 2.5.3. TLR intracelulares activados por VHS-1. 2.5.3.1. TLR3 TLR3 es un receptor repetido rico en leucina (LRR) se expresa en células leucocitarias tales como células dendríticas, linfocitos T y células NK. TLR3 expresado en este tipo de células es funcionaly mientras TLR9 se activa por PAMP´s, este receptor reconoce acumulación intracelular de RNA viral de doble cadena (dsRNA)39. La interacción TLR3-TRIF induce la activación del Factor liberador de Interferones 3 (IRF3) y NF-Κβ40; en conjunto estas moléculas inducen la producción interferones tipo 1(INF-α y INF-β), INF-γ, citocinas proinflamatorias (IL-12,IL-1, IL-6 y TNF-α) y quimiocinas que contribuyen a la atracción y activación de células fagocitarias, citotoxicas y del sistema inmune adaptativo para tratar de erradicar al patógeno40, 31. Marco Teórico 17 La expresión de TLR3 en células dendríticas promueve la expresión cruzada de antígenos virales lo que contribuye a un eficiente desarrollo de más células CD8+41. Cuando el TLR3 en células NK es estimulado aumenta su actividad citotóxica por la regulación de CD69 en este tipo de células además de promover la producción citocinas proinflamatorias IL-6, IL-8 e INF-γ42. La activación de TLR3 por medio de agonistas antes una la infección nasal con VHS-1 en ratones BALB/C, disminuye la severidad de la encefalitis provocada por el virus y la mortalidad, quizá debido la producción temprana de INF-β, TNF-α, IL- 12 y CXCL10 principalmente43. Finalmente la expresión TLR3 (dsRNA) promueve la supervivencia de células T de ratón y potencializa la producción de INF-γ. Este efecto está asociado a la activación de NF-κβ y un aumento de la proteína antiapoptótica Bcl 38. 2.5.3.2. TLR7 TLR7 efectúa su acción en endosomas celulares, reconoce cadenas simples de RNA (ssRNA) pero la expresión de este receptor es restringida a la producción de interferones y citocinas proinflamatorias principalmente en células dendríticas plamacitoides (pDC) y macrófagos, sin embargo se ha observado que la expresión de este receptor se encuentra en células B y linfocitos T y que también es importante bajo una infección con VHS-1, promoviendo la producción de INF-α por el reconocimiento y unión a regiones de cadenas simples de RNA ricas en guanosina y uridina44. La estimulación de TLR7 en células dendríticas induce la migración de estas a órganos linfoides, además de aumentar la producción de IL- 12 y TNF-α45. TLR7 como un sensor antiviral inicia su ruta de señalización dependiente de MyD- 88 culminando en la síntesis de interferón gamma (INF-α) y citocinas proinflamatorias por la activación de IRF7 y NF-κβ. Como se mencionó Marco Teórico 18 anteriormente, TLR7 sólo se expresa predominantemente en células altamente especializadas que han sido infectadas36, 45. Se ha observado que la sensibilidad de TLR7 en células B se potencia en presencia de interferones tipo 1 producidos por células dendríticas. Está activación, por otro lado, desencadena la expansión celular de linfocitos B llevando a la diferenciación de células B plasmáticas productoras de anticuerpos46. Cuando TLR7 es activado en células NK aumenta su acción de citotoxicidad hacia células infectadas además de inducir su producción de INF-γ47. En células TCD4+ humanas, la expresión de TLR7 induce la proliferación de esta población de células linfocitarias además de contribuir a la producción de citocinas como: IL-8, IL-10 e INF-γ48. 2.5.3.3. TLR9 TLR9 es expresado, al igual que TLR7 principalmente en humanos en células B y pDC. En ratones la expresión de TLR9 está altamente expresado en diferentes tipos celulares34; se encuentra en endosomas y se estimula con DNA viral de doble cadena (ds DNA) metilado rico en secuencias CpG. Estudios recientes investigan el papel de TLR9 como mediador de la respuesta antiviral en el reconocimiento de virus de doble cadena viral, tales como: VHS-1 y VHS-2. Al reconocimiento de estos virus, TLR9 traduce señales intracelulares a través del factor mieloide de diferenciación 88 (MyD88), el cual inicia una cascada de señalización para activar el factor nuclear κβ (NF- κβ), estimulando la producción de citocinas proinflamatorias (IL-6, IL-12) e interferones tipo 1 en células NK, dendríticas y linfocitos T promoviendo así un estado antiviral49. Agonistas que activaron TLR9 después de la infección con VHS-1 promovieron la producción de otras citocinas que redujeron la carga viral y por ende la supervivencia en ratones infectados con VHS-145. En la imagen 6, se detallan las rutas activadas que promueven la producción de citocinas proinflamatorias y de interferones tipo 1 como el resultado al reconocimiento de partículas virales de VHS-1 por medio de TLR3, TLR7 y TLR9. (A)La estimulación de TLR3, TLR7 y TLR9 resulta en la activación de dos rutas de Marco Teórico 19 señalización MyD88 y TRIF que a su vez promueven factores de transcripción IκB, p50 y p65 en el citoplasma, los cuales funcionan como activadores transcripcionales para la producción de un gran número de citocinas proinflamatorias (IL-6, IL-8, IL-12 y NF-κβ) necesarias para atraer células que contribuyan a la eliminación del virus. (B)La producción de interferones tipo I en respuesta al reconocimiento de VHS-1 es provocada por factores regulatorios de interferones celulares (IRF´s) principalmente IRF3 e IRF7, activados igualmente por MyD88 y TRIF. Imagen 6. Rutas de señalización de TLR3, TLR7 y TLR9 activadas por componentes de VHS-1. A) Factores de transcripción activados para la producción de IL-12, IL-8, IL-6 y NFκβ. B) Factores activados para la producción de Interferones tipo 136. Aunque varios TLR son necesarios para el reconocimiento de VHS-1 y que resulte al final en una buena respuesta inmunológica, la expresión de estos receptores parece ser que es de manera coordinada y secuencial; ya que en un experimento hecho in vivo en células epiteliales de córnea humana (HCEC´s) infectadas con VHS-1 después de 8 horas de infección, la expresión de TLR7 aumento mientras que el nivel de TLR3 disminuyó48, 49. Marco Teórico 20 2.6. TRANSFERON® (Extracto Dializado de Leucocitos). El primer extracto dializado de leucocitos (EDL) fue probado en 1949 por S. Lawrence quién demostró que el extracto podía modular la respuesta inmune de los receptores50. El extracto dializado leucocitario (EDL) está constituido por una mezcla heterogénea de péptidos de bajo peso molecular <10KDa51 que se obtiene a partir de la disrupción de leucocitos de sangre periférica de donadores sanos. Está compuesto por más de 200 moléculas altamente polares e hidrofílicas52. El EDL ha sido reportado como un adyuvante y modulador de la respuesta inmune efectivo en diversos casos patológicos causados por virus, parásitos, microorganismos fúngicos y enfermedades causadas por micobacterias. Actualmente en las instalaciones de la ENCB/IPN se produce, bajo buenas prácticas de fabricación, EDL para uso humano con el nombre comercial de TRANSFERON®. TRANSFERON® está registrado como un medicamento biotecnológico ante las autoridades de salud del país y para que pueda ser distribuido, la farmacopea de los estados Unidos Mexicanos (FEUM) exige que se le realicen pruebas para verificar su seguridad, actividad y eficacia biológica52. TRANSFERON® ha demostrado su reproducibilidad entre los lotes fabricados, ya que bajo técnicas estandarizadas de control de calidad se ha evaluado: el contenido de endotoxina53, la presencia de bacterias u hongos (test microbiológico)53, su contenido proteico (0.433ng/mL) por metodología de BCA52, las características de sus principios activos (péptidos) por SE-UPLC52, y su potencia en modelos in vitro al estimular la producción de INF-γ en células Jurkat52. Adicionalmentecomo parte de los requisitos de control de calidad para la liberación de los lotes de TRANSFERON® y para complementar los datos in vitro de potencia biológica, en la UDIBI se estandarizó y validó un modelo murino de infección cutánea con VHS-1 para determinar la eficacia de este este producto en animales, bajo protocolos aprobados por el comité de ética del PFT en la ENCB/IPN. Demostrando que TRANSFERON® aumentó la supervivencia de Marco Teórico 21 ratones infectados con VHS-1(Imagen 7) y que correlaciona con la modulación de expresión de INF-γ, TNF-α e IL-6 en sangre periférica53 (Imagen 8). Con este método se manifestó que: (i) un modelo murino puede ser utilizado para evaluar la actividad biológica de los EDL´s, tal como lo es TRANSFERON®, (ii) que el ensayo puede ser utilizado rutinariamente como una prueba para la liberación de lotes por demostrar efectividad y potencia, (iii) que TRANSFERON® es producido con alta homogeneidad entre lotes, conociendo los estándares que son necesarios para hemoderivados utilizados para uso clínico y que (iv) TRANSFERON® tiene un efecto protector en un modelo murino de infección con VHS-1 que correlaciona con el cambio de niveles de citocinas53. 0 5 1 0 1 5 2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 C o n tro l S in In fe cc ió n A gu a Inyec tab le 1 .5 g /200 L 0 .75 g /200 L 1 g /200 L 0 .5 g /200 L T ie m p o (d ía s ) Po rc en ta je d e so br ev id a Imagen 7. Curva de sobrevida de ratones infectados con VHS-1 tratados con el lote 12C04 de TRANSFERON® . N o rm a liz ad o T N F - + S D N o in fe c t a d o s N o in fe c t a d o s + V e h í c u lo V e h í c u lo T R A N S F E R O N 0 .0 0 .5 1 .0 1 .5 2 .0 2 .5 * * * * * * * * N o rm al iz ad o IF N - + S D N o in fe c t a d o s N o in fe c t a d o s + V e h í c u lo V e h í c u lo T R A N S F E R O N 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 * * * * * * * * * * * * * N o rm al iz ad o IL -6 + S D N o in fe c t a d o s N o in fe c t a d o s + V e h í c u lo V e h í c u lo T R A N S F E R O N 0 2 4 6 8 1 0 * * * * * * * * * * * * Imagen 8. Regulación de citocinas (TNF-α, IL-6 e INF-γ) al administrar TRANSFERON® en un modelo herpético murino. Marco Teórico 22 2.6.1. Extractos dializados de leucocitos (EDL) y aplicaciones. Particularmente los EDL han sido utilizados como adyuvantes, moduladores de la respuesta inmune, con gran éxito al tratamiento de enfermedades tales como, herpes, VIH, asma, artritis reumatoide, infecciones respiratorias recurrentes y dermatitis atópica; ya que como modulador puede inducir una respuesta inmune eficiente54. En estudios anteriores se ha demostrado que el EDL puede restaurar el balance de células Th1 y Th2 en infecciones virales para permitir la correcta resolución del problema inflamatorio55. Por otro lado el EDL podría modular la respuesta al reconocimiento de bacterias Gram-negativas por la activación vía del complejo TLR4-MD2 el cual ocurre a través de MyD88 mediando la ruta de NF-κβ56. Está regulación se demostró en un modelo murino infectado con Micobacterium tuberculosis en el cual se empleó extracto dializado de leucocitos específico para Micobacterium tuberculosis en combinación con antibióticos (antituberculosos), lo que se observó es que los ratones infectados y administrados con EDL mejoraron rápidamente en la resolución de la enfermedad, diferente a lo observado en animales donde sólo fue administrado el EDL o de forma única los antibióticos antes mencionados. Con el ensayó concluyeron que los animales que recibieron EDL junto con los antibióticos obtuvieron una restauración de los niveles en la expresión de citocinas tipo Th1: TNF- α, NOS y significantes niveles de INF- γ que favorecieron una respuesta de hipersensibilidad tipo retardada (DTH) y la supervivencia de los animales56. Un estudio alterno indica que los EDL suprimen la actividad de factores transcripcionales y por ende regulan la producción de citocinas en un estado de inflamación crónica57. Resultados previos indican que el EDL inhibe la actividad de NF-κβ de una línea celular humana, sin estímulo alguno, siendo este factor de transcripción el activador de la expresión de genes que codifican para citocinas proinflamatorias tales como: IL-6 e IL-8 (CXCL8) las cuales son cruciales en la respuesta a agentes Marco Teórico 23 infecciosos y por ende la otra característica de un EDL es la de controlar una respuesta inmune exacerbada58. Se considera al EDL como un modulador selectivo de la producción de TNF-α, IL-6 e IL-8 inducidas por componentes bacteriales en leucocitos, de modo que ante una infección se produzca un proceso de inflamación controlado. Con respecto al EDL se sabe de su potenciación en la secreción de CXCL8, observando así que, el EDL contiene potente actividad quimioatrayente para granulocitos y monocitos. IL-6 es una citocina con un amplio rango de actividad biológica, ya que muestra efectos anti y proinflamatorios en la respuesta inmune y el EDL potencializa la producción de esta citocina pero sin saber su influencia en estos eventos. Se comprende que el EDL aumenta la producción de IL-6 e IL-8 promoviendo la inflamación o resolución, iniciando el reclutamiento de neutrófilos y favoreciendo así la infiltración de monocitos59. El uso de extractos dializados de leucocitos de origen animal (bovino, murino, etc.) también han sido utilizados en diversos ensayos. En uno de ellos demostraron que un extracto leucocitario de origen bovino, tuvo un efecto para inducir la fragmentación del ADN de células cancerígenas MCF-7 y sin afectar la viabilidad de células mononucleares de sangre periférica60. Marco Teórico 24 2.6.2. Extracto dializado de leucocitos (EDL) y VHS-1 El EDL es un inmunomodulador que se ha utilizado como adyuvante en el tratamiento de VHS-1, demostrando ser efectivo en disminuir la duración de la fase aguda y la frecuencia en la aparición de esta enfermedad. En una evaluación hecha en 20 pacientes que fueron administrados subcutáneamente con extracto dializado de leucocitos junto con un tratamiento de Aciclovir, disminuyeron la recurrencia de la manifestación herpética, la potencia y efectos lesivos propios de la enfermedad, comparando con pacientes que sólo recibieron Aciclovir; concluyendo así que el EDL puede considerarse como un agente terapéutico de elección en el tratamiento de herpes simplex tipo I (VHS-1)61. En otro ensayo se utilizó un EDL donde los leucocitos provenían de donadores que en alguna etapa de su vida sufrieron infecciones herpéticas, a lo que llamaron extracto dializado de leucocitos anti herpes específico. Este extracto fue administrado, en diferentes dosis a diferentes grupos, en pacientes con recurrentes infecciones herpéticas. El resultado fue un mejoramiento en el 81% de los participantes en el estudio, ya que redujeron la frecuencia y la duración de las manifestaciones62. Como se mencionó anteriormente los extractos dializados de leucocitos pueden ser y probados en diferentes especies. En un modelo murino con VHS-1 o VHS-2, que 15 días previos fueron tratados con extracto dializado específico para cada virus preparado por la inmunización de terneros, fueron retados de forma subcutánea con una dosis letal del virus. Los datos finales indicaron que el factor de transferencia específico para cualquier reto letal de los dos virus pudieron ejercer una protección exitosa al aumentar la supervivenciaen un 50% en comparación con ratones que fueron administrados con factor de transferencia no específico para VHS-1 o VHS-2, sino específico a Citomegalovirus (CMV)63,64. Marco Teórico 25 2.7. Modelo murino de infección herpética. En la actualidad se cuenta con diversos modelos para analizar el desarrollo de una infección herpética con VHS-1. Los modelos in vivo o animales son de gran ayuda para explicar los mecanismos de protección inmune que desarrollan los humanos, ya que permiten la aplicación de técnicas que por ética no pueden reproducirse en humanos. Los modelos in vivo brindan información que no puede ser obtenida o reproducida totalmente en modelos in vitro. Los modelos murinos tienen un gran uso y aceptación debido a la facilidad de manejo y recolección de datos, además permitir el uso de ratones modificados genéticamente para dilucidar y proponer diversos mecanismos de acción de patógenos. Los modelos murinos son los más utilizados para el estudio de VHS-1. Slobedman en 1994 un modelo de ratones C57BL infectados con virus VHS-1, evaluó la relación que había entre el virus (VHS-1), la replicación de DNA y el establecimiento de una infección latente; al comparar niveles de DNA viral, transcriptos asociados a latencia (LAT) y número de neuronas LAT+. En este estudio concluyeron que secuencias amplificadas y no amplificadas de DNA, se encuentran en el sistema nervioso de ratones infectados vía cutánea con VHS-165. Como se ha mencionado anteriormente, se han desarrollado diversos medicamentos para curar la infección provocada por VHS-1. En el siguiente experimento se usó un modelo murino, en el cual se evaluó el efecto antiviral de extractos de plantas que se usan en países asiáticos como tratamiento terapéutico contra el virus VHS-1 y polivirus tipo 1; con lo cual se demuestra que estos modelos se pueden utilizar para ver efectos de protección de sustancias innovadoras18. Para evaluar la importancia de poblaciones celulares en la infección con VHS-1, se desarrolló un experimento en el cual se retó con una dosis letal ocular de VHS- 1 a ratones C57BL depletados ya sea en células natural killer (NK), linfocitos TCD4+, linfocitos TCD8+ o macrófagos, los cuales tuvieron una supervivencia de 12%, 100%, 80% y 85% respectivamente dependiendo de la población celular de Marco Teórico 26 la que carecían, sugiriendo que las células NK y su natural producción de INF-γ son un papel importante en la protección letal contra este virus66. Thackray en el 2000 reportó un modelo no letal con el virus VHS-1 inoculado en la nuca. Lo que este ensayo quería demostrar es que el virus puede provocar infección en los ganglios cercanos a la zona de inoculada, ya que durante 11 días postinfección, células infectadas con VHS-1 provenientes de ganglios cercanos al sitio de infección fueron detectadas por medio de un gen reportero integrado al virus. Y que ganglios removidos en 1.5 y 10 meses después de la inoculación, mostraban neuronas LAT+ detectadas después de un co-cultivo a través de una hibridación in situ67. Finalmente, Baghian en el 2003 empleó la cepa viral VHS-1 ABGK la cual resulta muy letal, ya que eliminó al 100 % de los animales infectados y no tratados con su vacuna. Tal vacuna está basada en plásmidos que contienen genes de la glicoproteína B o glicoproteína D y que ayudan al sistema inmune contra la infección con el virus herpes simples tipo 1 en ratones SKH-1 y BALB/C. Los ratones fueron inmunizados con el plásmido gB o gD, solos o con una mezcla de polímeros, produciendo altos niveles de anticuerpos específicos para las proteínas administradas. Tres semanas después los ratones fueron retados con un aislado clínico de VHS-1 por infección/inoculación cutánea. Los ratones que fueron inmunizados con los plásmidos y mezcla de polímeros tuvieron protección contra VHS-1, respondiendo con una buena respuesta humoral contra VHS-168. A continuación se describirán los componentes del sistema inmune murino necesarios para el reconocimiento del virus VHS-1 y de cómo la infección con este virus y el tratamiento con TRANSFERON®, modifican el porcentaje y la expresión de TLR en células provenientes de ganglios inguinales y bazo que tratan de eliminar o inhibir la acción viral. Justificación 27 3.1. Justificación. Sabemos que TRANSFERON® protege y aumenta la supervivencia de ratones en un modelo de herpes cutáneo y que en la clínica se ha empleado satisfactoriamente en diferentes patologías. Por lo tanto es importante dilucidar un mecanismo por el cual este producto biotecnológico (EDL) ejerce una actividad protectora. Por lo que el ensayo se enfoca en evaluar algunos aspectos inmunológicos que TRANSFERON® pudiera modular durante la infección con VHS-1. Hipótesis 28 4.1. Hipótesis. En un modelo murino de VHS-1 el tratamiento con TRANSFERON® modificará los porcentajes celulares y su expresión de TLR3, TLR7 y TLR9 de células dendríticas, macrófagos, granulocitos, células NK, linfocitos T y linfocitos B provenientes de ganglios inguinales, con el objetivo de evitar el esparcimiento y modular la producción de citocinas proinflamatorias o antinflamatorias para la resolución de la infección por VHS-1 y aumentar la supervivencia de los ratones infectados. Objetivos 29 5.1. Objetivo General. Evaluar el efecto inmunomodulador que ejerce TRANSFERON® sobre los componentes del sistema inmune (porcentaje celular y expresión de TLR3, TLR7 y TLR9) en un modelo murino de herpes cutáneo. 5.2. Objetivos Particulares. Montaje del modelo murino de herpes cutáneo para evaluar el efecto protector de TRANSFERON®. Obtener de manera eficiente ganglios inguinales y bazo de ratones previamente finados bajo técnicas éticas de eutanasia. Teñir y fenotipificar células de ganglios inguinales y bazo por medio de la técnica de citometría de flujo. Demostrar bajo parámetros estadísticos si existe diferencia de porcentajes celulares o en la expresión de TLR, entre los diferentes grupos del ensayo después de la infección con VHS-1 o administración de TRANSFERON® (EDL). Materiales y métodos. 30 6.1. Cultivo y propagación de células VERO (ATCC CCL-81). Se cultivaron células células VERO ATCC™ CCL-81 para la propagación de VHS- 1. Las células VERO se obtuvieron del Banco Celular de la Unidad de Desarrollo e Investigación en Bioprocesos (UDIBI). Un vial de células VERO que permanecía en nitrógeno líquido (2x106/ml), se descongeló en baño de agua a 37ºC, por 2 minutos. El contenido líquido del vial se colocó en tubo para centrifuga de 15 ml (CORNING ™) junto con 9.0 ml de medio de cultivo completo EMEM (ATCC™) suplementado con suero fetal bovino SFB (GIBCO™) a una concentración del 10%, esta mezcla se agito suavemente por inversión 3 veces. Posteriormente el tubo se centrifugó a 1500 rpm durante 5 min. Se decantó el sobrenadante y el paquete celular obtenido se resuspendió en 5 ml medio de cultivo completo EMEM (ATCC™)+10% SFB, se procedió a evaluar la viabilidad de las células al hacer una cuenta celular por exclusión de tripano. Si la viabilidad era optima (>70%) se transfirió esta suspensión celular a una botella para cultivo de 25 cm2(CORNING ™) y se incubo a 37ºC con 5% de CO2 (5x105 por caja de 25 cm2). Días después cuando se alcanzó del 70 al 80 % de confluencia en la botella para cultivo, se realizó un sub-cultivó (pase). Se decantó el medio de cultivo, y se adicionó 1 ml de solución de HANK´s 1x (GIBCO™). Sedecantó la solución y se adiciono 1 mL de solución TrypLE 1X (GIBCO™) y se incubó la caja 5 minutos, a 37ºC para desprender la capa celular debido a las propiedades adherentes de crecimiento de esta línea celular (VERO ATCC™ CCL-81). Al terminar la incubación se agregó 5 ml de medio completo EMEM (ATCC™) + 10% SFB (GIBCO™). El contenido de la botella se transfirió a un tubo para centrifuga de 15 ml. El tubo se centrifugó a 1500 rpm durante 5 minutos a temperatura ambiente. Se decantó el sobrenadante y se lavó el paquete celular con 10 ml de solución de HANK`s1X (GIBCO™) estéril. Después del lavado se volvió a centrifugar a 1500 rpm durante 5 minutos a temperatura ambiente. Se decantó el sobrenadante y se resuspendió el paquete celular en 1 ml de medio de Materiales y métodos. 31 cultivo completo EMEM (ATCC™). Esta suspensión se llevó a 15 ml con medio de cultivo completo EMEM (ATCC™) + 10% SFB (GIBCO™) y se transfirió a 3 botellas de 25 cm2 (CORNING ™) (5x105) y/o a una de 75cm2(CORNING™) (1x106). Se incubaron las células a 37ºC con 5% de CO2. Este proceso se repitió hasta obtener las botellas suficientes con la confluencia celular necesaria para trabajar con ellas y permitir así la propagación viral. 6.2. Propagación viral (VHS-1 ATCC™ VR-1493). A las células VERO ATCC™ CCL-81 que previamente fueron incubadas y que tenían de un 70 a 80 % de confluencia, se les retiró el medió en el cual estaban sumergidas, lavando 2 veces con 5 mL de solución de HANK´S 1 x (GIBCO™) sin adicionar directamente la solución a la monocapa celular. Posteriormente se decantó el medio de HANK´s 1X (GIBCO™) y se agregaron 4ml de medio EMEM (ATCC™) al 2% de SFB (GIBCO™) y la cantidad de virus VHS-1(ATCC™ VR- 1493) necesaria (1mL por caja de 25cm2 confluencia celular 80%-90%).Se incubaron por 2 horas a 37°C con 5% de CO2 agitando cuidadosamente cada 15 minutos para que se absorbiera el virus. Se retiró el medio con virus y se agregó 10 mL de medio de cultivo EMEM (ATCC™) + 10% SFB (GIBCO™). Se incubaron 3 días a 37°C con 5% de CO2 hasta observar de un 80 a 90% de efecto citopático (CPE). 6.2.1. Cosecha viral: Virus Herpes Simplex (VHS-1). Partiendo de una botella con células VERO ATCC™ CCL-81infectadas con Virus Herpes Simplex (VHS-1) y con el 80-90% de efecto citopático (CPE), se congeló la caja a -70ºC por lo menos 15 minutos y se dejó descongelar a temperatura ambiente lentamente. Se removió el contenido de la botella con una pipeta de 5 mL (CORNING™) a un tubo de 15ml (CORNING™). Se sónico 3 veces por 30 segundos. El sobrenadante obtenido se mantuvo en hielo y se distribuyó en alícuotas de 500µl, en tubos Eppendorf (CORNING™). Se almacenó a -70ºC hasta su uso en medio de criopreservación. Materiales y métodos. 32 6.2.2. Determinación de título viral. Para ajustar la concentración viral se siguieron los siguientes pasos: Se decantó el medio de cultivo EMEM + 10% SFB de las células VERO ATCC™ CCL-81 no infectadas. Se adicionó 3 ml de solución de HANK´s 1X (GIBCO™) a la botella de cultivo (No adicionar directo a la monocapa) y se lavó la monocapa celular por inversión suave de la botella de tal forma que el HANK´s (GIBCO™) estuviera en contacto con toda la monocapa. (Tres veces). Se decantó la solución HANK´s 1X (GIBCO™) y se adicionó, con una pipeta estéril, 1 ml de tripsina TrypLE (GIBCO™). Se homogenizó por inversión suave (tres veces) y se incubó la botella de cultivo a 37°C durante 8 minutos. Se adicionó con una pipeta estéril 2 ml(CORNING ™) de medio de cultivo completo EMEM (ATCC) + SFB 10%(GIBCO™) y se transfirió con una pipeta estéril a un tubo para centrifuga de 15 ml. Se centrifugaron las células a 125 xg durante 5 minutos a temperatura ambiente. Se decantó el sobrenadante y resuspendió el paquete celular en 1 ml de medio de cultivo completo EMEM (ATCC). Se realizó la cuenta de las células por exclusión de azul tripano en la cámara de Neubauer y se prepararon 10 ml de una suspensión celular a una concentración de 100,000 células/ml de medio de cultivo EMEM (ATCC) suplementado al 5% de Suero Fetal Bovino (GIBCO™). Se colocaron 100μL de la suspensión preparada anteriormente (10,000 células/pozo) a cada pozo de la columna 1 a la columna 10 y a los pozos de la columna 12 de una placa de 96 pozos fondo plano (CORNING ™). (Dejando libre los pozos de la columna 11 (Imagen 9) y se incubo la placa a 37°C con 5% de CO2 durante 1 hora. Se descongelo un vial de VHS-1, cosechado como se indicó en el punto 6.2.1, y se realizaron diluciones del virus desde 10-1 a 10-9 en un volumen final de 1 ml (900 μL de medio de cultivo suplementado EMEM con 5% de SFB + 100 μL de suspensión viral). Se adicionó con una micropipeta multicanal 100 μL de la suspensión viral original a todos los pozos de la columna 1, posteriormente, adicionar 100 μL de cada dilución a todos los pozos de cada una de las columnas Materiales y métodos. 33 (8 pozos por dilución), a los pozos de la última columna se le adicionó medio de cultivo suplementado EMEM con 5% de SFB (GIBCO™ (testigo negativo) (Ver Imagen 9).Se incubo la placa durante 5 días a 37°C con 5% de CO2. Imagen 9. Diseño de la placa de cultivo para determinar el título viral. Se muestran los pozos que deben ser infectados. Y se calculó la Dosis Infectiva 50 (TCID50) con la siguiente fórmula: 𝑥 = 𝑙𝑜𝑔10 Factor de dilución ( % 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑖𝑔𝑢𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎 50% 𝑑𝑒 𝐶𝑃𝐸−50 % 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑖𝑔𝑢𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎 50% 𝑑𝑒 𝐶𝑃𝐸−% 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑎 50% 𝑑𝑒 𝐶𝑃𝐸 ) Fórmula Utilizada para calcular TCID50 Para convertir de TCID50 a escala logarítmica y representar el valor en UFP, el valor obtenido se multiplica por ln(0.5). Ejemplo: 107.875TCID50/mL= (7.496x107) (ln(0.5))= 5.1742x107 UFP/Ml Materiales y métodos. 34 6.3. Ratones. Los ratones utilizados en este modelo biológico (n=77) son de la especie Mus musculus cepa BALB/C machos, con un peso de entre 14 y 16 gramos. Los animales suministrados por el proveedor (FERANDELH S.A. de C.V.) se resguardaron sin manipulación y libres de patógenos en el bióterio de la UDIBI durante veinticuatro horas en condiciones de comida y alimento ad libitum, que permitió la aclimatación y disminución el estrés provocado por el transporte. Pasado ese día de aclimatación, se prosiguió a rasurar el área bajo dorsal de los ratones. Posteriormente esta zona fue depilada e infectada siguiendo los procedimientos experimentales aprobados por el comité de ética del Proyecto Factor de Transferencia de la ENCB/IPN (FTU/BIO/012/010/PRO). Un día después de eliminar el pelaje de los animales, los ratones fueron anestesiados con pentobarbital, de concentración 6.3µg/µL administrando 10µL por cada gramo que pesaba el ratón; para disminuir la movilidad y el dolor provocado al momento de la depilación. El trabajo con animales anestesiados aumenta el control en el manejo con ellos y la especificidad de la zona infectada con el virus Herpes Simplex tipo 1(VHS-1). Para depilar, en un portaobjetos de vidrio se depositó una gota (50µL aproximadamente) de pegamento instantáneo KOLA LOKA® y se posicionó por 30 segundos en la zona baja lumbar del ratón, que antes fue rasurada. Una vez seco el pegamento, el portaobjetos fue retirado con el objetivo de remover la placa de queratina de la piel y exponer la superficie de la epidermis. Posteriormente se escarificó la zona con una punta de micropipeta favoreciendo la penetración y la infección viral con VHS-1. Materiales y métodos. 35 6.4. Inoculación viral: Virus Herpes Simplex tipo 1 (ATCC VR-1493). Inmediatamente después de que los ratones fueron depilados y la exposición de la epidermis estaba reciente al retirar el estrato corneo, se inocularon
Compartir