El asma es una enfermedad respiratoria heterogénea caracterizada por inflamación crónica de las vías respiratorias inferiores, hiperreactividad (HRA) y remodelación de las vías respiratorias. Según las estadísticas de la Organización Mundial de la Salud, aproximadamente 235 millones de personas sufren de asma en todo el mundo, lo que resulta en un costo sanitario y económico elevado. Los fenotipos inmunes asociados al asma (endotipos) pueden variar de manera amplia. Por ejemplo, las reacciones inmunes tipo 2 inducidas por alérgenos caracterizadas por citocinas, que incluyen la IL-4, IL-5 e IL-13, derivadas de manera predominante de células linfoides innatas del grupo 2 (CLI2) y células T auxiliares adaptativas 2 (Th2), y la eosinofilia se asocian con el endotipo de asma tipo 2 alto. De hecho, los niveles de eosinófilos en sangre son un determinante fuerte de la capacidad de respuesta del paciente a los tratamientos con anticuerpos dirigidos a citocinas tipo 2. Por el contrario, el endotipo de asma tipo 2 bajo, asociado con un aumento marcado de IL-17A e inflamación neutrofílica o paucigranulocítica de las vías respiratorias, se relaciona con frecuencia con la exposición a irritantes u obesidad.
Sin embargo, estas características no siempre son excluyentes de manera mutua y comorbilidades como rinitis alérgica, infección viral respiratoria, rinosinusitis crónica, pólipos nasales, dermatitis atópica y obesidad pueden influir de manera fuerte.Aunque el asma es una enfermedad respiratoria humana común, muchos de los conocimientos mecanísticos en el asma se derivan de modelos animales. Esto incluye el descubrimiento de la especialización de los linfocitos con la caracterización de subconjuntos de células Th polarizadas dentro del brazo adaptativo del sistema inmunológico y, de manera más reciente, nuevas poblaciones de CLI, que se demostró que desempeñan un papel central en las reacciones inmunes asociadas al asma.
Una de las funciones clave de las CLI2 es su capacidad para integrar señales del epitelio, células estromales, sistema nervioso y otras células inmunes y de manera posterior orquestar funciones efectoras en las fases finales. En esta revisión, se discute acerca de cómo el descubrimiento de las CLI2 en ratones y humanos agregó una mayor complejidad, pero también una mayor apreciación de los mecanismos inmunes que subyacen al asma, y cómo los avances en la comprensión de la biología de las CLI2 pueden ofrecer nuevas vías para una intervención potencial terapéutica.
1.1 Linfocitos tipo 2 en el asma
De manera tradicional, el asma alérgica se consideraba una patología impulsada por células Th2. Estas células se caracterizan por su expresión de las citocinas IL-4, IL-5, IL-9 e IL-13, que estimulan a muchos de los mediadores críticos del asma alérgica, como la polarización de las células Th2, la eosinofilia, la mastocitosis, la hiperplasia de células caliciformes, la contracción muscular, el cambio de IgE y la hipersecreción de moco. Sin embargo, la investigación en modelos de ratón condujo al descubrimiento de las CLI2 como nuevos protagonistas en la inmunidad protectora tipo 2 y el asma alérgica. A diferencia de las células T, las CLI carecen, de manera somática, de receptores específicos a antígenos recombinados y responden a señales microambientales, como citocinas, en lugar de la estimulación directa de antígenos. Las CLI se dividen en cinco categorías: células asesinas naturales (NK), CLI1, CLI2, CLI3 y células inductoras de tejido linfoide (LTi). Las células NK son células innatas citotóxicas, comparables a las células T citotóxicas, mientras que las CLI1, CLI2 e CLI3 son análogas a las células Th1, Th2 y Th17, de manera respectiva. Las células LTi son esenciales para el desarrollo de los órganos linfoides secundarios.
Las CLI2 son potentes productores de citocinas, que expresan, de manera predominante IL-5 e IL-13, pero también IL-4 e IL-9, entre otros. (Figura 1). Al igual que las células T y las células B, las CLI2 se derivan de progenitores linfoides comunes (PLC) en la médula ósea por medio de un intermedio progenitor CLI que pueden diferenciarse aún más en CLI1, CLI2, CLI3 y células NK. El compromiso de la CLI2 requiere los factores de transcripción GATA3, receptor alfa huérfano relacionado con el receptor del ácido retinoico (RORα), y la proteína 11b de linfoma/leucemia de células B (BCL11b). Ambos progenitores derivados del hígado fetal y de la medula ósea pueden diferenciarse en CLI2, y durante las primeras semanas después del nacimiento, el número de CLI2 se expanden de manera enorme en el pulmón. Esto se atribuye a su estimulación por la IL-33 liberada por las células epiteliales de las vías respiratorias debido al estrés mecánico inducido por el inicio de la respiración. De hecho, en ratones adultos, la mayoría de las CLI2 tisulares son de origen posnatal temprano en lugar de origen fetal o adulto.
Durante la homeostasis, las CLI2 se encuentran de manera principal en los sitios de barrera mucosa como el pulmón y el intestino, pero también se encuentran en muchos otros tejidos, donde adquieren características específicas del tejido dictado por señales microambientales. Los perfiles de expresión genética ayudan a diferenciar subconjuntos de las CLI e incluso subdividir los subconjuntos de acuerdo con la expresión diferencial de los genes. Una subdivisión definió a las CLI2 naturales [caracterizadas por IL-5, arginasa 1, y expresión de IL-33R (ST2)] y a las CLI2 inflamatorias [que expresan IL-25R (IL-17BR) y IL-13]. Sin embargo, la resolución cada vez mayor de las ómicas unicelulares, como la citometría de masas y la secuenciación de ARN unicelular, indica que las CLI2 representan un continuo de células que se adaptan a las señales microambientales y se especializan en los tejidos donde residen. De esta manera, las CLI2 residentes en la piel responden a la IL-18 al expresar IL-18Rα, mientras que las CLI2 residentes en el intestino expresan IL-25R, lo que las hace sensibles de manera particular a la IL-25, y las CLI2 del estómago y pulmón muestran niveles más altos de ST2. Sin embargo, a pesar de ser principalmente, células residentes de tejidos, las CLI2 pueden migrar a tejidos distantes ante retos inmunológicos y adquirir el fenotipo característico del tejido diana.
Aunque las CLI2 desempeñan un papel fundamental en la eliminación de los parásitos helmintos y la reparación del tejido posterior a su eliminación, la desregulación de CLI2 se implica en diversas enfermedades alérgicas como asma, rinitis, y dermatitis atópica. De manera sorprendente, numerosos genes relacionados con las CLI2 se identificaron por estudios del genoma completo de asociación al asma, con polimorfismos de un solo nucleótido localizados en los genes que codifican la IL-13, RORα, ST2 y linfopoyetina del estroma tímico (TSLP).
Los primeros estudios con ratones también implicaron mecanismos innatos en la inflamación pulmonar, con ratones deficientes en Rag2, que carecen de células T y B, y continúan mostrando inflamación de las vías respiratorias y síntomas similares al asma durante el reto con alérgenos. Este compartimento sin células B ni células T se define como CLI2, y sus funciones en el asma humana son objeto de una extensa investigación.
1.2 Asma en humanos
Los pólipos nasales asociados con la rinosinusitis crónica son uno de los primeros tejidos humanos encontrados que albergan CLI2. Desde entonces, se demostró que las CLI2 se expanden de manera constante en pacientes con atopia/asma dentro de la sangre periférica y el pulmón, y sus frecuencias aumentan durante la temporada de alergias, y se correlacionan de manera significativa con los síntomas. En humanos, tras la provocación con alérgenos, los números de CLI2 CD161+ CRTH2+ disminuyen entre las células mononucleares de sangre periférica y se acumulan en el pulmón [medido en el lavado broncoalveolar (LBA)]. Además, las CLI2 en el LBA aumentan su expresión de genes que codifican los factores de transcripción del receptor aril hidrocarburo, GATA3, BATF, PPARG e IRF4, que promueven la actividad de las CLI2, y las citocinas y los receptores de citocinas que impulsan la función de las CLI2 [como IL-2RA, IL-4Rα, ST2 (IL1RL1, IL-33R), IFNGR1, IL-25R (IL-17RB), IL-13 y AREG].
Los pacientes asmáticos tienen frecuencias incrementadas de CLI2 en sangre, esputo y LBA, que se asocian con una expresión elevada de IL-5 e IL-13. Sin embargo, la correlación entre la gravedad del asma y los niveles de CLI2 varían entre los estudios. Smith y colaboradores reportaron un número más alto de CLI2 en sangre y esputo en pacientes con asma grave comparado con aquellos con asma leve, mientras que Yu et al reportaron que los pacientes con asma leve presentan frecuencias más altas de CLI2 que aquellos con asma moderada o grave. Tales diferencias pueden deberse a múltiples factores, por ejemplo, las frecuencias cambiantes de eosinófilos y células T CD4+, diferencias en los criterios de clasificación de la enfermedad e historiales variados de tratamiento en los dos estudios. De manera particular, el tratamiento exitoso del asma reduce de forma significativa los niveles de las CLI2 en sangre, mientras que la reexposición al alérgeno aumenta las células que expresan citocinas tipo 2 en el esputo. Los pacientes con asma pediátrica grave resistente a la terapia (AGRT) muestran niveles elevados de CLI2 en la sangre y el esputo comparado con los pacientes con asma difícil y los controles. Los pacientes con AGRT también mostraron frecuencias incrementadas de CLI2 positivas para IL-13. En particular, el tratamiento con esteroides sistémicos de los pacientes con AGRT redujo los niveles de CLI2, que se acompañaron de mejoría en la enfermedad. Los pacientes asmáticos también muestran un nivel elevado de citocinas iniciadoras de CLI2 como la IL-33 y la TSLP en el LBA comparado con los controles. De manera colectiva, los estudios demuestran asociaciones entre los niveles de CLI2 y el asma en humanos.
Las CLI2 humanas se definen de manera común como células CD45+Lin-IL-7Rα+ CRTH2+ en la sangre humana. Sin embargo, un reporte reciente sugiere que las poblaciones de CLI2humanas son más heterogéneas de lo que se apreciaba de manera anterior. De hecho, CLI2 IL-7Rα+CRTH2+, IL-7Rα+CRTH2-, y IL-7Rα-CRTH2- que expresan IL-5 se identificaron en sangre y en LBA. Estas subpoblaciones de CLI2 muestran una expresión diferencial de marcadores de CLI2 como GATA3, IL-25R, KLRG1, ICOS y CD161, pero las tres subpoblaciones causaron HRA cuando se transfirieron a ratones Rag2-/- Il2rgc-/-. Se requieren más estudios para determinar si estas tres poblaciones son subpoblaciones auténticas de CLI2 o si ocurren en diferentes etapas de diferenciación/activación/plasticidad y cómo pueden afectar la enfermedad.
Las infecciones virales por lo general provocan un perfil de inmunidad tipo 1. Sin embargo, las infecciones de las vías respiratorias por rinovirus y el virus de la influenza promueven la infiltración pulmonar de CLI2, exacerban la inflamación pulmonar y la hiperreactividad de las vías respiratorias a infecciones secundarias y retos con alérgenos de una manera dependiente de las CLI2. Los pacientes con asma también presentan un aumento de la producción de IL-25 tras la infección por rinovirus, y los modelos de ratón indican que el bloqueo de IL-25R es suficiente para suprimir la inducción de IL-33 por el rinovirus y la expresión inducida de TSLP y la subsecuente infiltración de las CLI2 y eosinofilia pulmonar.
2. ESTIMULACIÓN DE LAS CLI2 PULMONARES POR FACTORES DERIVADOS DE CÉLULAS EPITELIALES Y ESTROMALES
Un epitelio intacto de las vías respiratorias es fundamental para la homeostasis pulmonar y la desregulación de esta barrera conduce a la liberación de citocinas o moléculas de tipo alarmina que activan células centinelas yuxtapuestas. Las CLI2 expresan y muestran un espectro de receptores de citocinas que les permiten detectar alarminas/citocinas iniciadoras que estimulan su proliferación y promueven la secreción de citocinas efectoras tipo 2 (Figura 2). Los alérgenos inhalados, los agentes infecciosos o los contaminantes transportados por el aire pueden inducir estrés en las células epiteliales o muerte celular. Por ejemplo, varios alérgenos derivados de plantas, derivados de insectos, o fúngicos contienen proteasas que pueden dañar de manera directa las uniones estrechas de las células epiteliales o activar a las células epiteliales de las vías respiratorias mediante receptores activados por proteasa. Tres importantes activadores de las CLI2 son la IL-33, la TSLP y la IL-25. Estas pueden producirse a niveles homeostáticos o pueden liberarse o aumentar su expresión en caso de infección o daño tisular.
2.1 IL-33
La IL-33 es una proteína nuclear que se libera como alarmina. En los seres humanos, el epitelio bronquial de las vías respiratorias y las células endoteliales son las fuentes principales de IL-33. En ratones, los neumocitos alveolares tipo II y las células del estroma adventicial (CEA) producen IL-33 de manera constitutiva, mientras que las células endoteliales producen IL-33 sólo bajo inflamación crónica. La expresión transgénica de la IL-33 causa inflamación grave en múltiples órganos. El mecanismo de liberación de la IL-33 al espacio extracelular es aún difícil de identificar, aunque se sugiere la necrosis epitelial o la secreción activa. Una vez liberadas, se proponen que las proteasas extracelulares derivadas de células cebadas y neutrófilos procesan IL-33 en su forma más activa, la cual se une a ST2 (IL-1RL1, IL-33R), expresado en las CLI2 en los pulmones. En ausencia de procesamiento, la IL-33 se oxida de manera rápida y su actividad se neutraliza.
La importancia de la IL-33 en la inflamación pulmonar alérgica se demostró en múltiples modelos. Estudios posteriores demostraron que los pacientes asmáticos presentan niveles más altos de IL-33 en su LBA, esputo, suero y células epiteliales bronquiales humanas (CEBH) en comparación con los controles. La IL-33 activa de manera potente a las CLI2, y los animales con deficiencia de ST2 o IL-33 muestran reducción de los niveles de HRA, CLI2 e IL-5/IL-13 en el LBA y en pulmón en comparación con los controles.
Las citocinas tipo 2 derivadas de las CLI2 pueden reclutar de manera subsecuente, eosinófilos y otras células inmunitarias al pulmón. La expresión de IL-4 e IL-13 de las CLI2 puede comprometer aún más las uniones epiteliales estrechas y alterar su estructura. De hecho, las CLI2 cocultivadas con CEBH en presencia de IL-33 produjeron IL-13 que interrumpió las uniones estrechas de las células epiteliales, un efecto prevenido por la inclusión del anticuerpo neutralizante anti-IL-13. In vivo, la administración intranasal de la IL-33 aumentó la permeabilidad epitelial de las vías respiratorias en ratones Rag2-/- pero no en Rag2-/-Il2rgc-/- o en ratones con deficiencia de CLI2 Rorasg/sg. Se demostró que la producción de ácido úrico, inducida por alérgenos en las vías respiratorias de ratones mejora la liberación de IL-33 por el epitelio de las vías respiratorias y, por lo tanto, promueve una respuesta tipo 2, y se reportó un mecanismo similar que involucra la IL-33 y la TSLP que induce a las CLI2 del pulmón, posterior a una infección por el virus sincitial respiratorio.
2.2 TSLP
La TSLP se produce por varias células inmunes y no inmunes, pero las mayores fuentes de TLSP en el pulmón es el epitelio, los fibroblastos, y las células del músculo liso, que producen TSLP en respuesta a alérgenos, infección o trauma. La transmisión de señales de la TSLP se produce mediante un receptor heteromérico compuesto por un receptor de la TSLP (TSLPR) e IL-7Rα expresados en las CLI2. De manera significativa, los niveles de TSLP aumentan en el suero, el LBA y el esputo de los pacientes asmáticos en comparación con los controles sanos. La sobreexpresión de la TSLP en ratones provocó un desarrollo espontáneo de inflamación de la vía respiratoria, mientras que los ratones con deficiencia de TSLPR mostraron una disminución de la inflamación de las vías respiratorias, infiltración de linfocitos e HRA. Los ratones deficientes en TSLPR también tuvieron menos CLI2 pulmonares y reducción de la secreción de IL-5 e IL-13 en respuesta a la inflamación pulmonar aguda inducida por Alternaria alternata y por infección del virus sincitial respiratorio. Sin embargo, in vitro, la TSLP sola no induce la proliferación de CLI2 y la secreción de citocinas tipo 2, sino que actúa de manera sinérgica con la IL-33. De hecho, estas citocinas también parecen regular de manera recíproca la expresión de las otras en el receptor de las CLI2. En particular, la TSLP de los líquidos de LBA de pacientes con asma refractaria grave se correlacionaron con resistencia a los esteroides y las CLI2 de las vías respiratorias (pero no las CLI2 en sangre) de estos pacientes mostraron resistencia a la dexametasona. El tratamiento con dexametasona aumentó la expresión de IL-7Rα en las CLI2 y, por lo tanto, aumentó la transmisión de señales de mediada por pSTAT5 y MEK. La inhibición de MEK y STAT5 invirtió la resistencia de las CLI2 a los esteroides. Por lo tanto, la combinación de anticuerpos neutralizantes anti-TSLP con la terapia convencional podría ayudar a tratar de manera potencial el asma refractaria grave.
2.3 IL-25
En ratones, la sobreexpresión de IL-25 o la administración exógena de IL-25 induce respuestas inmunitarias tipo 2, como un aumento en la secreción de citocinas tipo 2, inflamación de las vías respiratorias, infiltración de linfocitos, HRA y fibrosis. El receptor de IL-25, que consta de subunidades de IL-17RB e IL-17RA, se expresa de manera diferencial en las CLI2, que depende de la ubicación del tejido. Los pacientes asmáticos muestran niveles séricos elevados de IL-25 más altos que los controles sanos, y la neutralización de la IL-25 durante el asma experimental inducida con alérgenos redujo todas las características del asma. Sin embargo, en ratones, la IL-33 es un potente activador de las CLI2 pulmonares y la HRA. La fuente celular de la IL-25 permaneció sin comprenderse durante mucho tiempo. Sin embargo, en 2016, varios grupos descubrieron de forma independiente que las células intestinales en penacho eran la fuente de la IL-25, que, en un mecanismo de retroalimentación, estimula la expresión de la IL-13 por las CLI2 que puede conducir a una mayor diferenciación de las células en penacho de las células progenitoras. La fuente de IL-25 en los pulmones es algo más ambigua. Von Moltke y colaboradores reportaron que las células en penacho del pulmón DCLK1+ de ratón (conocidas como células en cepillo en la tráquea) también expresan IL-25, y esto se respaldó por estudios adicionales en los que la inflamación alérgica pulmonar inducida por A. alternata y el ácaro del polvo doméstico (APD promueve la proliferación de células en cepillo positivas para IL-25. Sin embargo, se propone que las células quimiosensoriales solitarias en las vías respiratorias superiores humanas son la fuente de IL-25 en pacientes con poliposis nasal y que la presencia de estas células productoras de IL-25 se correlacionan con los niveles de CLI2.
La citocina TGF-β es otro activador derivado de células epiteliales de las CLI2. Las CLI2 pulmonares expresan TGF-βRII y el tratamiento in vitro con TGF-β mejora la quimiocinesis de las CLI2. Además, posterior a la inmunización con alérgenos del APD, la deficiencia de TGF-β derivado del epitelio de la vía área conduce a una reducción de la infiltración linfocitaria en el LBA, reducción del reclutamiento de los eosinófilos, y disminución de la HRA, comparado a los controles animales. La deficiencia de TGF-β afectó de manera específica la acumulación de las CLI2 sin afectar a los linfocitos T. Por tanto, los efectos benéficos de la neutralización de TGF-β en el asma podría, al menos de manera parcial, estar mediado por las CLI2.
3. FUNCIONES EFECTORAS DE LAS CLI2
Las citocinas cardinales tipo 2, la IL-4, IL-5, IL-9 e IL-13 son todas producidas por las CLI2 (representan hasta 50-80% de todos los productores de IL-5 e IL-13) y se demuestra que contribuyen a la inducción de la hiperplasia de células caliciformes, la hipersecreción de moco, la eosinofilia, la HRA y la fibrosis pulmonar.
La hipersecreción de moco es una de las principales causas de obstrucción de las vías respiratorias y se acompaña de hiperplasia de las células caliciformes. Los estudios epidemiológicos demostraron una fuerte asociación entre la infección por rinovirus en la vida temprana y el asma en etapas posteriores de la vida. En ratones recién nacidos, la infección por rinovirus provocó un aumento en la secreción pulmonar de IL-25, IL-33 y TSLP, donde la IL-25 derivada del epitelio de las vías respiratorias induce la producción de IL-13 mediada por las CLI2, que de manera subsecuente promueve la hipersecreción de moco y la hiperplasia de células caliciformes. La transferencia adoptiva de las CLI2 de ratones recién nacidos infectados a receptores neonatales sanos fue suficiente para causar metaplasia de las células mucosas. El reto in vivo con alérgenos también promueve que las CLI2 múridas produzcan amfiregulina, lo que contribuye aún más a la sobreproducción de moco por las células epiteliales. En un modelo de ratón con APD, la amfiregulina derivada de las CLI2 puede activar la vía de transmisión de señales del receptor del factor de crecimiento epidérmico, lo que en última instancia provoca hipersecreción de moco por las células epiteliales.
Aunque la IL-4 e IL-13 pueden aumentar la HRA inducida por histamina en los bronquios humanos, cualquier papel para las CLI2 en este proceso aún queda por demostrarse. Sin embargo, a diferencia de los ratones de tipo salvaje, los ratones con deficiencia de receptores de IL-25 o IL-33 y ratones con doble bloqueo de genes, que no pueden provocar respuestas en las CLI2, tienen alteración en la HRA en modelos experimentales de asma inducidos por alérgenos. Shen y colaboradores demostraron de manera reciente que el factor endotelial vascular A (VEGFA) derivado de las CLI2 es crucial para la HRA. En modelos de alergia en las vías respiratorias inducida por IL-33 o A. alternata, la transferencia adoptiva de CLI2 a ratones Rag2-/- Il2rgc-/- fue suficiente para inducir HRA. En este modelo, la inhibición de la transmisión de señales VEGFA por SU1498 abolió la HRA, mientras que la neutralización de la IL-13 fue sólo efectiva de manera parcial. En particular, el VEGFA también regula la secreción de IL-13 por las CLI2 de una manera autocrina.
De manera reciente, las CLI2 se implicaron en la fibrosis pulmonar. En un modelo de APD con sobreexpresión de smad5, la neutralización de IL-25 redujo el depósito bronquiolar de colágeno y la remodelación de las vías respiratorias, mientras que los ratones deficientes en CLI2 mostraron una disminución del depósito de colágeno y la fibrosis pulmonar posterior a la inducción de inflamación pulmonar por IL-25. La transferencia adoptiva de CLI2 también exacerbó la fibrosis pulmonar inducida por bleomicina. La fibrosis pulmonar experimental se redujo en ratones deficientes de ST2. La importancia relativa de las citocinas específicas derivadas de CLI2 en la fibrosis no está clara. En un modelo de asma experimental inducido por alérgenos, la IL-5 derivada de las CLI2 reclutó eosinófilos al pulmón y el TGF-β derivado de eosinófilos contribuyó a la fibrosis pulmonar, con reducción del remodelado de las vías respiratorias en ratones deficientes de IL-5. Además, los ratones con deficiencia de IL-4 e IL-13 muestran una reducción de la fibrosis subepitelial y en el depósito de periostina. Sin embargo, esta reducción también se acompaña de una reducción en el nivel de TGF-β1, lo que dificulta delimitar los efectos directos e indirectos de la IL-4 e IL-13. De hecho, la contribución diferencial de la IL-4 y la IL-13 derivadas de CLI2, células Th2, células cebadas o basófilos en la fibrosis subepitelial aún no se determinó.
4. CLI2 MIGRACIÓN/BÚSQUEDA DE BLANCOS/INTEGRINAS
Aunque las CLI2 a menudo se denominan residentes de tejidos, también se reclutan de la circulación sanguínea y otros tejidos durante la inflamación. De hecho, muchos estudios que utilizan CLI2 de humanos las obtienen de sangre periférica. Durante el asma, las células endoteliales pulmonares aumentan la expresión de las moléculas de adhesión celular ICAM1 y VCAM1, y estudios recientes implican a ambas moléculas en el reclutamiento de las CLI2 al pulmón. Karta y colaboradores demostraron, con quimeras de la médula ósea, que el aumento en los niveles pulmonares de CLI2 después del reto con A. alternata se debe tanto a la proliferación local como a la migración desde la médula ósea y la circulación sanguínea. Esta migración de la circulación sanguínea a las vías respiratorias requirió la expresión de la integrina αLβ2 (LFA1) (CLI2 comunes de humanos y ratones) y el bloqueo de β2 o αL inhibió el reclutamiento de CLI2 inducido por alérgenos en el pulmón.
Los autores procedieron a proponer a la ICAM1, expresada por las células endoteliales pulmonares y un ligando conocido de αLβ2, como socio potencial para αLβ2 expresado por las CLI2, lo que respalda un papel de las células endoteliales en el reclutamiento de las CLI2 a las vías respiratorias. La contribución del reclutamiento de las CLI2 mediado por células endoteliales se respaldó aún más por los hallazgos de que la secreción de IL-33 inducida por alérgenos promueve la expresión de VCAM1 mediada por el RAGE (receptor para productos finales de glicación avanzada) por las células endoteliales pulmonares y que los anticuerpos que inhiben la unión de VCAM1 a α4β7 en las CLI2 reprimen el reclutamiento de las CLI2 en respuesta a la inflamación de las vías respiratorias inducida por el APD o la IL-33.
El reclutamiento de las CLI2 en los pulmones requiere de CCR4 y/o CCR8 en los ratones, con inducción de CCR8 (y CCR1) por la IL-33, pero no de CCR4. La inhibición de CCR8 redujo el reclutamiento de CLI2 y la inflamación tipo 2. Es importante destacar que las CLI2 de sangre periférica humana también expresan CCR8, lo que aumenta de manera potente el beneficio terapéutico en el asma.
Aunque las CLI2 muestran residencia y adaptación en los tejidos de humanos y ratones, también pueden participar y/o coordinar la inmunidad en órganos distales. Por ejemplo, durante las pruebas de reto con alérgenos en múridos, las CLI2 IL-25R+ KLRG1alto intestinales migran desde la lámina propria al pulmón de una manera dependiente de S1P, lo que contribuye de manera sustancial a la inflamación alérgica. De manera recíproca, las CLI2 residentes en los pulmones también migran hacia el intestino para contribuir a la respuesta antiparasitaria. Además, las CLI2 intestinales son capaces de detectar la liberación de IL-33 de los queratinocitos en caso de lesión mecánica de la piel. A su vez, estas CLI2 activan a las células cebadas intestinales mediante la vía de la IL-4 e IL-13, que median la anafilaxia inducida por alérgenos. Esto plantea la pregunta acerca de que un mecanismo similar podría potenciar el asma en los pacientes atópicos.
5. REDES INMUNITARIAS DE LAS CLI2
Las enfermedades complejas, como el asma, involucran una interacción de numerosas células inmunes y no inmunes. Las CLI2 son un eje fundamental en la comunicación cruzada entre las células inmunitarias innatas (por ejemplo, macrófagos, células dendríticas [CD] y granulocitos) y linfocitos adaptativos (células B y T) (Figura 3). Las CLI2 modulan la respuesta inmune al enviar y recibir múltiples ligandos y factores solubles que inducen la activación de las células inmunitarias y las reacciones de las células estromales.
5.1 Interacciones de las CLI2 con células estromales
Se reportó que las CEA (células estromales adventicias) pulmonares apoyan la proliferación de las CLI2 y la producción de citocinas. In vitro, las CEA activan a las CLI2 principalmente por medio de la producción de TSLP. In vivo, el agotamiento de las CEA reduce el número de las CLI2 en el pulmón, en parte debido a la pérdida de IL-33 derivada de las CEA. De manera recíproca, el agotamiento de las CLI2 durante la infección por helmintos, también reduce la expansión de CEA que expresan IL-33, lo que sugiere un circuito de retroalimentación. Sin embargo, se requieren más estudios para descubrir las señales involucradas en el reclutamiento de CLI2 a los manguitos adventiciales y para comprender el efecto de las interacciones de las CEA y las CLI2 en el asma. Es de destacar que un estudio reciente en tejido adiposo sugiere que las células estromales multipotentes (CEMP) en el tejido adiposo pueden potenciar la proliferación de las CLI2 y la producción de citocinas tipo 2 que fue atribuible a la transmisión de señales mediada por integrinas por medio de ICAM1 en las células del estroma que se unen a LFA-1 en las CLI2. En consecuencia, la retroalimentación de IL-4 e IL-13 derivadas de las CLI2 induce la secreción de eotaxina de las CEMP, lo que apoya el reclutamiento de eosinófilos. Con células estromales similares presentes en los pulmones, es posible que se produzca un circuito paralelo en las vías respiratorias a lo largo de la vía CEA:TSLP.
De manera interesante, se reportó que las vesículas pequeñas extracelulares (VPE) derivadas de las células del estroma mesenquimatoso humano, mejoran la HRA dependiente de las CLI2 después de la administración de IL-33. El microARN (miR)-146-5p medió este efecto inhibidor, con VPE aisladas de células estromales mesenquimales capaces de inhibir la secreción de IL-5 e IL-13 por las CLI2 aisladas de pacientes con rinitis alérgica. Sin embargo, las consecuencias in vivo de esta interacción y los mecanismos moleculares implicados quedan por determinarse.
5.2 Interacción de las CLI2 con las células T
De manera significativa, además de proporcionar una fuente innata potente de citocinas tipo 2, las CLI2 pueden ayudar a potenciar las respuestas adaptativas de las células Th2, ya sea de manera directa o indirecta por medio de células de terceros. Una proporción de las CLI2 de ratón expresa moléculas del MHC clase II junto con niveles variables de CD80 y CD86, que les dan la capacidad de presentar antígenos a las células T, para inducir la proliferación de células T (aunque no con la misma eficacia que las células profesionales presentadoras de antígeno). A su vez, las células Th2 producen IL-2, que estimula la expansión de CLI2 y la producción de citocinas. También se reportó que la función de presentación de antígeno de las CLI2 es, al menos de manera parcial, dependiente de la expresión de C3ar1 intrínseca de las CLI2. En los seres humanos, las CLI2 también pueden absorber, procesar y presentar antígenos en moléculas del MHC clase II, y esto requiere estimulación con IL-1β e IL-18. Además, al producir de manera rápida IL-13, las CLI2 promueven la migración de CD a los ganglios linfáticos para cebar las células T al inicio de la respuesta inmune adaptativa.
Las CLI2 pueden proporcionar de manera adicional señales protipo 2 adicionales dependientes del contacto a las células T. Además de expresar PD-1, las CLI2 también muestran PD-L1 en su superficie. De manera sorprendente, y en contraste con su papel en promover el agotamiento inmunológico, se reportó que PD-L1 en las CLI2 promueve la diferenciación Th2 y la expansión en una manera dependiente de PD-1, intrínseca de Th2. La deficiencia de PD-L1 específica a linfocitos resultó en un número reducido de CLI2 y CD e inmunidad tipo 2 disminuida. La molécula coestimuladora OX40L, expresada por las CLI2 en los pulmones, también contribuye a la enfermedad alérgica de las vías respiratorias al inducir la expansión de las células Th2 que expresan OX40 y células T reguladoras (Tregs) después de la estimulación con IL-33 y alérgenos. Es de destacar que la acción de OX40 en los linfocitos T demuestra aumentar la expresión de la IL-9 al iniciar la reorganización característica de la cromatina de las células Th2/Th9, y sería interesante saber si la IL-19 derivada de células Th se retroalimenta para estimular las CLI2 para promover un sesgo inmune Th9. Aunque las CLI2 también expresan ICOSL, esta molécula parece no tener un papel en la activación directa de las células Th2. En contraste, la interacción en trans entre ICOS e ICOSL en las CLI2 vecinas apoya la supervivencia y expansión de las CLI2.
Se encontró que las CLI2 median sus efectos más allá del inicio de las respuestas primarias de las células T para mejorar la migración de células T de memoria a sitios de retos secundarios a alérgenos. La IL-13 derivada de las células CLI2 fue fundamental para provocar la secreción de la quimiocina CCL17 atrayente de células Th2 por las CD IRF4+CD11b+CD103-. Por lo tanto, las CLI2 pueden promover la diferenciación inicial de Th2 y cooperar con las CD para apoyar las respuestas de las células Th2 de memoria a los alérgenos.
5.3 Interacción de las CLI2 con las células T reguladoras
Las células Treg son un subconjunto de linfocitos T que median la tolerancia inmune, por ejemplo, al competir con otros linfocitos por la IL-2 y al producir las citocinas inmunosupresoras IL-10 y TGF-β. En consecuencia, es importante comprender cómo interactúan las Treg con las CLI2. De manera normal, las CLI2 promueven la aptitud y la función de las células Treg. Tanto el ICOSL como el OX40L, expresados por las CLI2 promueven la proliferación de Tregs que expresan sus ligandos afines. Además, la expresión autocrina de IL-9 por las CLI2 induce el GITRL, que promueve la función Treg para resolver la inflamación en modelos de artritis. De manera presumible, tales vías son ineficaces en los pulmones de las personas con asma. De hecho, en las alergias alimentarias, las CLI2 evitan la inmunorregulación inducida por las Tregs. En particular, en la enfermedad inflamatoria de las vías respiratorias, 5-10% de las CLI2 expresan IL-10. De manera interesante, un aumento en las CLI2 productoras de IL-10 se asoció con una reducción en la infiltración eosinofílica, lo que sugiere que sesgar las CLI2 hacia la producción de IL-10 puede reducir la inflamación tipo 2.
5.4 Células Th2 innatas y CLI2 de memoria
El descubrimiento de células Th2 que parecen comportarse como linfocitos innatos, en particular después de cebarse por antígenos de alérgenos o parásitos, sugiere que estas células pueden complementar las funciones innatas de las CLI2 en la inmunidad tipo 2. Estas células Th2 con licencia innata producen, de manera predominante, IL-13 y se requiere de la estimulación dependiente de antígeno para inducir su expresión de IL-4. Aunque podrían compensar en cierta medida la ausencia de las CLI2, son incapaces de proteger de la infección por parásitos. De manera inversa, se propuso que los leucocitos innatos pueden adquirir un estado similar a la memoria de larga duración llamado inmunidad entrenada que puede, de manera epigenética, parecerse a la de sus contrapartes adaptativas. Se reportó que las CLI2 similares a las de memoria surgen después de la sensibilización a alérgenos y duran varios meses, lo que hace individuos más susceptibles a retos posteriores y más sensibles a alérgenos no relacionados.
5.5 Las CLI2 regulan y, a su vez, se regulan por células cebadas, eosinófilos, neutrófilos y basófilos
Los eosinófilos son la población más prominente de células efectoras en el asma inducida por la inmunidad tipo 2, a pesar de que el asma no tipo 2 indica que no son necesarios por completo para todos los casos de asma. De hecho, los ratones que carecen de eosinófilos no desarrollan muchas de las características del asma alérgica o desarrollan formas más leves de ellas. Los modelos preclínicos de asma indican que las CLI2 contribuyen a la infiltración de los eosinófilos en los pulmones durante las respuestas inmunitarias tipo 2 impulsadas por alérgenos. En pacientes con rinitis alérgica, la prueba de provocación con alérgenos induce un aumento significativo de los números de las CLI2 en el tejido nasal, que se correlacionan de manera fuerte con la infiltración de los eosinófilos.
Junto con los eosinófilos, las células cebadas son fundamentales en la atopia/asma. De manera intrigante, las células CLI2 y las células cebadas se activan por el factor de células madre, que se eleva en el suero de pacientes asmáticos. Mientras que las CLI2 promueven la activación de las células cebadas, la retroalimentación proporcionada por las células cebadas para las CLI2 puede tener consecuencias inflamatorias o antiinflamatorias. Cuando se activan por la unión de IgE al FcεRI, las células cebadas producen IL-4, que puede inducir la proliferación de CLI2 y la producción de IL-13, y contribuir así a la anafilaxia inducida por histamina/serotonina (5-HT). Las células cebadas también son productoras importantes de eicosanoides, como los leucotrienos y las prostaglandinas. Las CLI2 de pulmón humano y de ratón, expresan el receptor de leucotrienos CysLT1R, que se une al leucotrieno D4 (LTD4) para inducir la proliferación de CLI2 y la producción de citocinas tipo 2. De manera similar, las CLI2 responden a la prostaglandina D2 (PGD2) autocrina/paracrina y derivada de las células cebadas, al inducir la producción de IL-13 y favorecen la expresión de ST2 e IL-17RA, lo que las hace más sensibles a la activación de IL-33 e IL-25. Por otro lado, los mediadores lipídicos de la prostaglandina E2, prostaglandina I2 y lipoxina A4 exhiben efectos inhibidores sobre las CLI2. De manera similar, las células cebadas activadas por la IL-33 producen IL-2, que mostró en el asma inducida por papaína múrida que promueve a las células Tregs que frenan los efectos inflamatorios de las CLI2 por medio de la IL-10.
La asociación entre las CLI2 y los basófilos en el contexto del asma no se estudió de manera amplia. Sin embargo, en modelos de dermatitis atópica, la IL-33 estimula de forma directa a los basófilos, que producen IL-4 que se sinergiza con la IL-33 para mejorar de manera directa la activación de las CLI2. Por el contrario, la inhibición de los basófilos reduce la acumulación de las CLI2 en la piel inflamada. Asimismo, en la inflamación pulmonar inducida por papaína, se requirió de la IL-4 derivada de basófilos para la activación de las CLI2, la producción de IL-5 y IL-13 y la inducción de HRA. Dado el número mayor de basófilos en el esputo de los pacientes asmáticos y que, en los seres humanos, los basófilos responden al alérgeno al favorecer la expresión de IL-14, es posible de manera cierta que existe en los humanos un mecanismo equivalente para promover la proliferación de las CLI2.
La infiltración neutrofílica se asocia de manera común con la enfermedad pulmonar crónica obstructiva (EPOC) o el asma no tipo 2, pero incluso en pacientes asmáticos con asma tipo 2, la provocación con alérgenos endotípicos promueve la infiltración neutrofílica pulmonar De manera usual, son una población menor, y a menudo se considera que sean los fugitivos de los efectos supresores de la IL-4 y el entorno tipo 2. Sin embargo, estudios recientes identificaron señales que pueden conducir el reclutamiento de los neutrófilos durante la inmunidad tipo 2, como la molécula derivada de macrófagos M2 Ym1 (codificada por Chil3). Las CLI2 también contribuyen al reclutamiento de los neutrófilos en el microambiente tipo 2. Las CLI2 promueven la inducción de Ear11 derivado de mieloide, un tipo de proteína ARNasa que recluta neutrófilos tras los retos con A. alternata y ambrosía.
La modulación entre las CLI2 y los neutrófilos parece ser mutua, y de manera reciente se reportó que los neutrófilos cubren o reducen las respuestas de las CLI2. Los neutrófilos consumen el factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF), y un exceso de G-CSF tras el agotamiento de los neutrófilos tiene un efecto doble: hay un aumento de las CLI2 con una mayor producción de IL-4 e IL-13 en los pulmones y el LBA). Tanto las CLI2 humanas como las múridas favorecen la expresión del receptor G-CSF (GCSFR) tras la estimulación de la IL-33 y, a su vez, el exceso del G-CSF relacionado con el agotamiento de neutrófilos mejora la expresión de GATA3, IL-5 e IL-13. De manera interesante, esto no intensificó la HRA, lo que sugiere que la exacerbación de la inmunidad tipo 2 sin más anomalías no siempre es suficiente para inducir el asma.
En los sitios de la barrera de la mucosa, las células mieloides activadas y las células endoteliales también son fuentes de la citocina TL1A (Tnfsf15), que puede activar las CLI2 tanto de ratón como de humano mediante el receptor 3 de muerte (DR3). En respuesta a la provocación con ovoalbúmina o papaína intranasal, los ratones DR3-/- mostraron una acumulación reducida de CLI2 en el LBA y el pulmón en comparación con los controles. Sin embargo, la transmisión de señales de TL1A no es necesaria para la diferenciación de las CLI2 y la transmisión de señales de IL-33 e IL-25 permanece funcional en las CLI2 DR3-/-. De manera interesante, el anticuerpo neutralizante TL1A mejora la acumulación de linfocitos y eosinófilos en el LBA de ratas sometidas a pruebas experimentales de inflamación pulmonar inducida por ovoalbúmina. Por lo tanto, la transmisión de señales de TL1A podría ser un objetivo terapéutico potencial en el asma, aunque aún no se identifica la contribución de las CLI2.
6. MODULACIÓN NEUROINMUNE DE LAS CLI2 Y EL ASMA
Muchos neuropéptidos, aminas biogénicas y neurotransmisores promueven la comunicación entre el sistema nervioso y las células inmunes. Los pulmones están inervados por una compleja red de sensores, neuronas simpáticas y parasimpáticas, con CLI2 que residen en la proximidad. En particular, la hiperreactividad de las vías respiratorias inducida por alérgenos en ratones se anula cuando las neuronas vagales que inervan el pulmón, responsables de la detección de estímulos nocivos (neuronas nociceptivas que expresan Trpv1) se inhiben o se eliminan. Se hizo evidente que tanto el agotamiento o el bloqueo de las aferencias pulmonares de Trpv1+ modulan las CLI2 pulmonares, lo que impulsa el concepto de que las CLI2 se regulan por señales neuronales. De manera reciente, Drake y colaboradores encontraron que los pacientes con asma persistente tienen una inervación más densa y mayor expresión de sustancia P en las biopsias de pulmón que los pacientes con asma intermitente o individuos sanos, y esto se asoció con una falta de respuesta al tratamiento broncodilatador. En ratones, se encontró que la IL-5 induce la infiltración de eosinófilos al promover el remodelado de las vías respiratorias, la expansión de la inervación pulmonar y la hiperreactividad de las vías respiratorias. Aunque no examinaron la fuente de IL-5, es tentador especular si la IL-5 derivada de las CLI2 puede ser la base de este fenotipo, donde las CLI2 y las neuronas aferentes crean un circuito de retroalimentación positiva (por medio de los eosinófilos) que puede contribuir al desarrollo de asma.
Las CLI2 se enriquecen en receptores para señales neuronales, como los neuropéptidos neuromedina U (NMU) y péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP) y agonistas del receptor adrenérgico β2 (β2AR). En los pulmones de los ratones, las CLI2 positivas para el receptor NMU 1 (NMUR1) responden a NMU e IL-25 para promover la eosinofilia y la HRA. Además, los ratones deficientes de NMUR1 no logran generar respuestas inmunes productivas tipo 2 contra helmintos o retos con APD. Sin embargo, los ratones deficientes en NMU no presentan alteraciones graves en respuesta al APD, y el grado de participación de NMU en la inflamación de las vías respiratorias y la eosinofilia pulmonar inducidas por alérgenos no se reportó en ratones deficientes en Nmur1. La consecuencia de eliminar NMU en neuronas específicas, y restringir la deficiencia de NMUR1 a las CLI2, ayudará aún más delinear la regulación neural específica de las CLI2 por la vía NMU. Mientras que NMU aumenta la actividad de las CLI2, los efectos de CGRP sobre las CLI2 son más heterogéneos. Grupos de células epiteliales neuroendocrinas pulmonares (CENP) raras secretan CGRP, lo que promueve la expansión de CLI2, IL-5 e IL-13, e infiltración de linfocitos Th2 y eosinófilos en un modelo de inflamación pulmonar con prueba de reto con OVA. Además, los pacientes asmáticos muestran niveles aumentados de CENP en comparación con los controles sanos, lo que sugiere un papel en el asma humana, aunque el mecanismo por el cual los alérgenos estimulan las CENP aún requiere más investigación. De hecho, por el contrario, publicaciones recientes reportaron que CGRP frena la inflamación inducida por las CLI2 en respuesta a IL-25 o IL-33. Al afectar los elementos reguladores de la cromatina, CGRP redujo la expresión de genes proinflamatorios como Il4, Il5, Il9, Il13, Il17a e Il17f y promovió una firma genética inmunorreguladora en las CLI2 (por ejemplo, expresión de Areg e Il10ra), incluso en respuesta a IL-33 y NMU. Los ratones retados con IL-33 intranasal experimentaron una reducción en la eosinofilia dependiente de las CLI2, las citocinas tipo 2 y la HRA cuando CGRP se coadministró, y los ratones deficientes en CGRP mostraron un aumento en la proliferación de las CLI2 tras el reto con papaína. Tanto en ratones como en humanos, el β2AR se expresa de manera alta por las CLI2 de pulmones, y los agonistas de β2AR alteran las respuestas de las CLI2, mientras que la deficiencia de β2AR aumenta la activación de las CLI2.
Las CLI2 también expresan triptófano hidroxilasa 1 (Tph1), una de las enzimas necesarias para producir 5-HT, y una deficiencia intrínseca de expresión de Tph1 impide la activación de las CLI2 durante la infección parasitaria. Aunque este estudio no evaluó el papel de la expresión de 5-HT o Tph1 específica de las CLI2 en modelos de alergia múrida, la 5-HT se implica en el asma y la Tph1 aumenta su expresión por GATA en las CLI2, lo que lo convierte en un modulador potencial durante las respuestas alérgicas/asmáticas tipo 2.
Aunque las CLI2 parecen ser un centro de señales del sistema nervioso, otras células inmunitarias también pueden complementar el eje neuroinmune modulador durante la inflamación tipo 2. En efecto, las células T de pulmón expresan el receptor de dopamina DR4, que sinergiza con la transmisión de señales de STAT5 para inducir la proliferación de células T y la programación de Th2 tras la exposición a alérgenos. De manera interesante, las fibras dopaminérgicas son más abundantes en los pulmones de bebés y niños/ cachorros de humanos y ratones y tienen el potencial de contribuir a la polarización de los linfocitos tipo 2 que prevalecen en pulmones poco después del nacimiento. Además, las neuronas nociceptivas productoras de sustancia P pueden detectar la actividad de la cisteína proteasa derivada de APD y activar las células cebadas MRGPRB2+ y CD clásicas tipo 2 MRGPRA1+ para iniciar la respuesta inflamatoria.
Por lo tanto, las CLI2 se encuentran dentro de una red neuroinmune compleja en la que su producción o respuesta a los neurotransmisores puede ayudar a mantener la homeostasis tisular o contribuir a la fisiopatología de la enfermedad pulmonar. El desarrollo y el análisis de modelos experimentales más refinados permitirá una mayor comprensión de las interacciones neuro-CLI2.
6.1 Modulación de las CLI2 por las hormonas sexuales
Las hormonas sexuales masculinas y femeninas tienen un impacto diferencial en las CLI2, y las mujeres tienen números más altos de CLI2 en comparación con los hombres. Esto refleja el sesgo sexual en el asma: las mujeres muestran una mayor susceptibilidad y gravedad del asma que los hombres. En ratones, los modelos de inflamación de las vías respiratorias inducidos por la A. alternata o el APD, resultó en menos CLI2 y menos inflamación en los masculinos en comparación con los femeninos. Además, las CLI2 aisladas de femeninos produjeron niveles más altos de IL-5 e IL-13. La orquiectomía en ratones macho exacerbó la inflamación de las vías respiratorias en respuesta a A. alternata, y la transferencia adoptiva de médula ósea de ratones deficientes en receptores de andrógenos (RA) a ratones de tipo salvaje demostró que los andrógenos influyen en la función de las CLI2 en una manera intrínseca a las células. En los ratones hembra, predomina el subconjunto CLI2 KLRG1-, pero puede disminuir por un aumento en los niveles de andrógenos. Además, la transmisión de señales del RA en las CLI2 progenitoras suprime su diferenciación en CLI2. Los RA también se expresan en el epitelio pulmonar y la testosterona suprime la secreción de la IL-33 y el TSLP, lo que suprime aún más la proliferación de las CLI2 en una manera extrínseca a las células.
7. FACTORES AMBIENTALES
Los ritmos circadianos se asocian con el asma y es notable que las CLI2 (al menos en el intestino) muestran oscilaciones marcadas en los genes reguladores circadianos. Esto también está en línea con la regulación circadiana de la homeostasis de los eosinófilos mediada por las CLI2. Estos cambios, de manera probable, se vinculan al comportamiento de alimentación, lo que demuestra que promueven la producción de IL-5 e IL-13 por las CLI2. Tras la activación, las CLI2 favorecen la expresión de la vía glucolítica, un proceso que requiere arginasa 1. En apoyo de esto, tanto el ayuno como una dieta cetogénica, que no logran proporcionar combustible para la glucólisis, reducen la producción de IL-13 y resultan en reacciones alérgicas con respuestas de menor gravedad. Además, las dietas ricas en fibra también disminuyen la enfermedad inflamatoria de las vías respiratorias en ratones, debido a los metabolitos de ácidos grasos de cadena corta derivados de la microbiota intestinal, que actúan para reducir el metabolismo de las CLI2 e inhiben las histonas desacetilasas, para suprimir así la expresión de GATA3, la proliferación de lasCLI2 y la producción de citocinas.
Aunque las CLI2 requieren glucosa durante su activación inicial, luego dependen de la autofagia y la adquisición de lípidos microambientales (almacenados como gotitas de lípidos) para procesos anabólicos como la proliferación y la producción de citocinas. Como consecuencia, las CLI2 son aptas de manera particular para prosperar en entornos caracterizados por inflamación asociada a daño tisular donde los macrófagos que expresan Pla2g5 engullen las células muertas y proporcionan ácidos grasos libres a las CLI2. En conjunto, estos hallazgos indican que es posible que la intervención dietética puede resultar beneficiosa para modificar las respuestas tipo 2 en general, y las respuestas de las CLI2 de manera específica, pero se requieren ensayos grandes y controlados de manera cuidadosa.
La dieta también afecta el microbioma, que también se relaciona con la susceptibilidad al asma, pero poco se conoce sobre el posible papel de las CLI2 en este contexto. Varias líneas de evidencia indican que la alergia y la sensibilización al asma ocurren durante la etapa temprana de la vida. De manera coincidental, las CLI2 se acumulan en el pulmón durante este período (10-14 días posnatales en ratones, 2-3 años en humanos) y promueven un microambiente inmunológico tipo 2, responsable de respuestas mejoradas contra el APD.
Esto sugiere que el ajuste de las CLI2 durante este período puede prevenir o promover el asma más adelante en la vida. De hecho, evitar la colonización microbiana durante este tiempo exacerbó la producción de IL-4, IL-5 e IL-13 en respuestas alérgicas posteriores.
Un estudio reciente encontró que, en ratones, la exposición materna pregestacional y prenatal a las partículas de escape del Diesel (DEP) mejoró las respuestas alérgicas en la descendencia. Este proceso fue dependiente de CLI2 IL-25R+ y células NK tipo 2, que tras la activación inducida por alérgenos secretaron granzima B e IL-13, para promover una mayor producción de IL-25 a partir del epitelio broncoalveolar. Además, se descubrió que el material particulado relacionado con el tráfico, como las DEP, aumenta la expresión de IL-4, IL-5, IL-13 e IL-17A en modelos múridos de alergia, con una contribución activa de las CLI2 a la inmunopatología relacionada.
8. PLASTICIDAD DE CLI2
Aunque las CLI2 que secretan citocinas tipo 2 típicas se asocian con el asma alérgica, los cambios en el entorno de las citocinas de las vías respiratorias locales pueden indicar a las CLI2 que adquieran los fenotipos tipo 1 (Th1) o tipo 3 (Th17) (Figura 4). En consecuencia, estas CLI2 reeducadas pueden contribuir al asma e incluso a la EPOC. La IL-1β es un actor clave en la plasticidad de las CLI2 y se produce por las células epiteliales de la vía aérea, lo que resulta en niveles más altos de IL-1β en el esputo de pacientes asmáticos en comparación con los controles sanos. La IL-1α/β induce la producción de IL-5 e IL-13 a partir de las CLI2, y cuando la IL-1β se sinergiza con la IL-33, esto potencia la expresión de ST2, IL17RB y TSLPR en las CLI2, y las hace más sensibles a estas citocinas. De manera paradójica, la IL-1β también induce la expresión del receptor de T-bet y la IL-12 por las CLI2. Esto fomenta firmas genéticas mixtas CLI1/CLI2 en las CLI2 y la conversión a una célula similar a las CLI1 en presencia de la IL-12. En efecto, varios estudios preclínicos también confirmaron que los desencadenantes de la EPOC, como el humo del cigarrillo y las infecciones respiratorias con bacterias o virus, promueven un cambio dependiente de la IL-12 en las CLI2 de células GATA3+ST2+ a un fenotipo GATA3bajoTBET+IL18Rα+. La plasticidad de las CLI2 se relacionó de manera reciente con el asma. Beuraud y colaboradores reportaron que los pacientes con asma grave tienen frecuencias aumentadas de un subconjunto de CLI2 CCR10+ que expresan IFN-γ y muy poca citocina tipo 2. Esto se refleja en un aumento en la expresión de T-bet y una reducción en la expresión de GATA3. De manera sorprendente, en ratones, la inhibición del reclutamiento de CLI2 CCR10+ en los pulmones se exacerbó en el asma inducida por alérgenos, lo que sugiere que la repolarización a IFN-γ suprime la respuesta tipo 2.
También se reportó que las CLI2 múridas pueden cambiar a un fenotipo híbrido CLI2-CLI3 después de la inflamación impulsada por IL-23 o IL-25. En estos entornos, las CLI2 adquirieron la expresión de Rorgt e IL-17A, mientras que disminuyen la expresión de la IL-5 y GATA3. Estas células aún coexpresaban IL-13 y se asociaron con el desarrollo de una patología cutánea similar a la psoriasis. De igual manera las CLI2 humanas desarrollan un fenotipo reversible similar a CLI3 RORgt+CCR6+ en las lesiones cutáneas de pacientes con psoriasis. Además, en la fibrosis quística, una proporción de CLI2 parece que se transdiferenciaron de manera reversible en células similares a las CLI3, como una consecuencia de la IL-1β, TGF-β e IL-23. Cuando se compararon las CLI2 de pólipos nasales de pacientes con fibrosis quística con las CLI2 de pólipos nasales infiltrantes de pacientes alérgicos, ambos grupos todavía eran fuertes productores de IL-13, pero en el caso de la fibrosis quística se asociaron a infiltración neutrofílica. Por lo tanto, las ex-CLI2 tipo 3 pueden contribuir a la neutrofilia observada en el asma no tipo 2.
9. RELEVANCIA CLÍNICA Y POTENCIAL TERAPÉUTICO
Las estrategias de tratamiento del asma se basan en el endotipo y los biomarcadores del asma. Aquí, se discute la terapéutica sólo en el contexto de la función de las CLI2. El tratamiento más común consiste en la inhalación de β2 agonistas, que pueden combinarse con corticoesteroides, para inducir la relajación del músculo liso de las vías respiratorias. Sin embargo, muchas células inmunes, como las CLI2 de pulmón humano y de ratón, también expresan β2AR. De manera notable, la eliminación de β2AR de las CLI2 aumentó su proliferación y expresión de citocinas, mientras que el tratamiento con agonistas β2 atenuó las funciones de las CLI2. Por lo tanto, los efectos terapéuticos del agonista β2 podría deberse a efectos acumulativos tanto en el músculo liso como en las CLI2.
En la mayoría de los pacientes, los corticoesteroides inhalados reducen la inflamación en el pulmón. Aunque la mayoría de los pacientes con asma responden al tratamiento, 3 a 10% de los pacientes son resistentes a los corticoesteroides y representan la mayoría de las hospitalizaciones relacionadas con el asma. Aunque los corticoesteroides pueden atenuar la viabilidad de las CLI2 tanto en humanos como en ratones y la secreción de citocinas tipo 2, se observó resistencia a los corticoesteroides mediada por TSLP en las CLI2 de pulmón humano y de ratón. En particular, el anticuerpo monoclonal anti-TSLP tezepelumab (AMG-157) demostró un beneficio convincente en pacientes asmáticos, al disminuir las tasas anuales de exacerbación hasta en 70% en pacientes que no responden a los glucocorticoides en una cohorte de pacientes. De las otras citocinas estimulantes de las CLI2, los inhibidores de transmisión de señales de la IL-33 también están en ensayos clínicos fase 2, donde el anticuerpo monoclonal anti-ST2 (GSK3772847) evalúa el tratamiento del asma y los anticuerpos anti-IL-33 (RG6149/AMG282 y ANB020) se probaron en dermatitis atópica, y ANB020 muestra resultados prometedores. Sin embargo, a pesar de los resultados preclínicos prometedores, existe muy poco progreso en el direccionamiento de la transmisión de señales de la IL-25 en el asma humana.
Los anticuerpos neutralizantes de la IL-5 (mepolizumab y reslizumab) y el anticuerpo bloqueador del IL-5R (benralizumab, que disminuye las células que expresan IL-5α por anticuerpos dependientes de citotoxicidad celular) disminuyen de manera efectiva los números de eosinófilos y se aprobaron para tratar el asma grave eosinofílica. Por el contrario, los ensayos clínicos de anticuerpos anti-IL-13 (lebrikizumab y tralokinumab) para el asma decepcionaron en los ensayos fase 3, a pesar de ser prometedores de manera inicial. La falla de los anticuerpos anti-IL-13 puede atribuirse a la redundancia funcional de IL-4 e IL- 13, en donde ambos emiten señales mediante IL-4Rα. De hecho, wl dupilumab, que se une a IL-4Rα y anula la transmisión de señales de la IL-4 e IL-13, reduce las exacerbaciones del asma y se aprobó para uso clínico en pacientes con asma no controlada moderada a grave. El dupilumab también demostró su eficacia en casos de asma comórbida inducida por rinitis alérgica, poliposis nasal y eccema atópico. De manera interesante, a diferencia del caso de inhibición de la IL-5, los recuentos de eosinófilos en sangre del paciente no desempeñaron ningún papel determinante en la eficacia del dupilumab. Por lo tanto, apuntar a múltiples facetas de la función de las CLI2 podría ser más eficaz para controlar el asma que dirigirse a una sola citocina.
Más allá de las opciones de tratamiento con anticuerpos, la transmisión de señales de prostaglandinas y leucotrienos son objetivos adicionales para inhibir la función de las CLI2. Las CLI2 humanas expresan el receptor de prostaglandina D2 (CRTH2) y su ligando PGD2 activa las CLI2. Aunque el fevipiprant, un antagonista de CRTH2, exhibió resultados prometedores en un ensayo fase 2, de manera reciente no logró alcanzar los puntos finales primarios en la fase 3 del ensayo LUSTER realizado por Novartis. Aunque otros antagonistas de CRTH2 permanecen en desarrollo, por ejemplo, timapiprant, y continúan los reportes de efectos positivos para estudios pequeños, los resultados de LUSTER plantearon dudas sobre si dichos inhibidores serán eficaces en casos de asma grave no controlada.
10. CONCLUSIONES
Si bien los estudios en modelos experimentales de ratones destacaron la contribución potencial de las CLI2 en las enfermedades pulmonares alérgicas, todavía se desvelan sus funciones en el asma humana. En este sentido, las CLI2 aparecen entre un campo de jugadores cuya interacción compleja genera un impulso, pero en última instancia conduce a una meta inmunológica propia. Al responder a las citocinas derivadas del epitelio (IL-33, IL-25, TSLP), las CLI2 reaccionan de forma rápida a estas primeras señales y ayudan a iniciar la respuesta inmune tipo 2. Además, debido a su expresión de receptores de neuropéptidos (NMU) y neurotransmisores, también reciben señales del sistema nervioso que permiten que las CLI2 detecten el campo más amplio. Estos estímulos permiten que las CLI2 se conviertan en los jugadores que envían pases de citocinas (IL-4, IL-5, IL-9, IL-13) para traer eosinófilos, células cebadas y células caliciformes y empujar a sus células Th2 adaptativas parientes adelante en el juego de la inflamación tipo 2. Sin embargo, las CLI2 no se contentan con un ataque unidimensional y pueden reaccionar de manera flexible (con plasticidad) si reciben nuevas órdenes del equipo para jugar en una formación diferente al cambiar a un nuevo patrón de citocinas que puede provocar inmunidad tipo 1 o tipo 3 (IL-17). Continúa el retiro de las páginas del libro de jugadas contra el asma y, al hacerlo, se identifican nuevas formas de defender de la patología resultante y desarrollar terapias novedosas.
Group 2 Innate Lymphoid Cells: Team Players in Regulating Asthma
Centro Regional de Alergia e Inmunología Clínica CRAIC, Hospital Universitario “Dr. José Eleuterio González” UANL, Monterrey, México
Dra. Med. Sandra Nora González Díaz Jefe y Profesor
Dr. Carlos Macouzet Sánchez Profesor
Dra. Ana Karen Chávez Ruíz Residente 1er Año
Dra. Alejandra Macías Weinmann Profesor
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