La exposición al frío altera la inmunidad antiviral nasal mediada por enjambres de vesículas extracelulares
Antecedentes El tracto respiratorio superior humano es el primer sitio de contacto para los virus respiratorios inhalados y elabora una serie de respuestas inmunitarias innatas. La variación estacional de las infecciones virales respiratorias y la importancia de la temperatura ambiente en la modulación de las respuestas inmunitarias a las infecciones han sido bien reconocidas; sin embargo, los mecanismos biológicos subyacentes siguen sin estudiarse. Objetivo Investigamos el papel de las vesículas extracelulares (EV) derivadas del epitelio nasal en la inmunidad antiviral innata dependiente del receptor tipo Toll 3 (TLR3). Métodos Evaluamos la secreción y la composición de los EV epiteliales nasales después de la estimulación con TLR3 en células autólogas humanas y muestras quirúrgicas de mucosa nasal humana fresca. También exploramos la actividad antiviral y los mecanismos de los vehículos eléctricos estimulados por TLR3 contra los virus respiratorios, así como el efecto de la temperatura ambiente fría en la inmunidad antiviral dependiente de TLR3. Resultados Descubrimos que la exposición al ácido poliinosínico: policitidílico, también conocido como poli (I: C), indujo un aumento similar a un enjambre en la secreción de EV epiteliales nasales a través de la señalización de TLR3. Los EV participaron en la inmunidad antiviral dependiente de TLR3, protegiendo al huésped de las infecciones virales a través de la entrega funcional mediada por EV de miR-17 y la neutralización directa del virión después de unirse a los ligandos del virus a través de los receptores de superficie, incluidos LDLR e ICAM-1. Estas potentes funciones de defensa inmunitaria antiviral mediadas por EV estimulados por TLR3 se vieron afectadas por la exposición al frío a través de una disminución en la secreción total de EV, así como una disminución del empaquetamiento de microARN y la afinidad de unión antiviral de EV individual. Conclusión Los EV epiteliales nasales dependientes de TLR3 exhiben múltiples mecanismos antivirales innatos para suprimir las infecciones virales respiratorias. Además, nuestro estudio proporciona una explicación mecánica cuantitativa directa de la variación estacional en la prevalencia de infecciones del tracto respiratorio superior. |
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Las temperaturas más frías suprimen una respuesta inmunitaria recién descubierta dentro de la nariz, lo que ofrece evidencia de por qué los resfriados, la gripe y el COVID-19 son más comunes en los meses más fríos
Investigadores de Mass Eye and Ear y Northeastern University han descubierto una respuesta inmune no identificada previamente dentro de la nariz que combate los virus responsables de las infecciones de las vías respiratorias superiores. Pruebas adicionales revelaron que esta respuesta protectora se inhibe en temperaturas más frías, lo que hace que sea más probable que ocurra una infección.
El nuevo estudio, publicado en The Journal of Allergy and Clinical Immunology, ofrece el primer mecanismo biológico para explicar por qué los virus como el resfriado común, la gripe y el COVID-19 tienen más probabilidades de aumentar en las estaciones más frías, según los autores.
“Convencionalmente, se pensaba que la temporada de resfríos y gripe ocurría en los meses más fríos porque las personas estaban más atrapadas en el interior donde los virus en el aire podrían propagarse más fácilmente”, dijo Benjamin S. Bleier, MD, FACS, director de Otolaryngology Translational Research en Mass Eye and Ear. y autor principal del estudio. “Sin embargo, nuestro estudio apunta a una causa biológica de la variación estacional en las infecciones virales de las vías respiratorias superiores que vemos cada año, demostrada más recientemente durante la pandemia de COVID-19”.
Defensa de primera línea en la nariz
La nariz es uno de los primeros puntos de contacto entre el ambiente exterior y el interior del cuerpo y, como tal, un probable punto de entrada de patógenos causantes de enfermedades.
Los patógenos se inhalan o se depositan directamente (como por las manos) en la parte delantera de la nariz, donde se abren camino hacia atrás a través de las vías respiratorias y hacia el cuerpo que infecta las células, lo que puede provocar una infección de las vías respiratorias superiores. Durante mucho tiempo se ha entendido mal cómo las vías respiratorias se protegen contra estos patógenos.
Eso fue hasta que un estudio de 2018 dirigido por el Dr. Bleier y Mansoor Amiji, PhD, Profesor Distinguido de Ciencias Farmacéuticas en la Universidad Northeastern, descubrió una respuesta inmunitaria innata que se desencadena cuando se inhalan bacterias por la nariz: las células en la parte frontal de la nariz detectaron las bacterias y luego liberó miles de millones de pequeños sacos llenos de líquido llamados vesículas extracelulares (o EV, anteriormente conocidos como exosomas) en el moco para rodear y atacar a las bacterias. El Dr. Bleier compara la liberación de este enjambre de vehículos eléctricos con "patear un avispero".
El estudio de 2018 también mostró que los EV transportan proteínas antibacterianas protectoras a través de la mucosidad desde la parte frontal de la nariz hasta la parte posterior a lo largo de las vías respiratorias, lo que luego protege a otras células contra la bacteria antes de que penetre demasiado en el cuerpo.
Para el nuevo estudio, los investigadores buscaron determinar si esta respuesta inmune también fue desencadenada por virus inhalados por la nariz, que son la fuente de algunas de las infecciones respiratorias superiores más comunes.
Mecanismo de lucha contra virus probado en diversas condiciones
Dirigidos por el primer autor del estudio, Di Huang, PhD, investigador de Mass Eye and Ear y Northeastern, los investigadores analizaron cómo las células y las muestras de tejido nasal recolectadas de la nariz de pacientes sometidos a cirugía y voluntarios sanos respondieron a tres virus: un solo coronavirus y dos rinovirus que causan el resfriado común.
Descubrieron que cada virus desencadenó una respuesta de enjambre EV de las células nasales, aunque utilizando una vía de señalización diferente a la utilizada para combatir las bacterias. Los investigadores también descubrieron un mecanismo en juego en la respuesta contra los virus: tras su liberación, los vehículos eléctricos actuaron como señuelos, transportando receptores a los que el virus se uniría en lugar de las células nasales.
“Cuantos más señuelos, más vehículos eléctricos pueden absorber los virus en la mucosidad antes de que los virus tengan la oportunidad de unirse a las células nasales, lo que suprime la infección”, dijo el Dr. Huang.
Luego, los investigadores probaron cómo las temperaturas más frías afectaron esta respuesta, que es especialmente relevante en la inmunidad nasal dado que la temperatura interna de la nariz depende en gran medida de la temperatura del aire exterior que inhala. Tomaron voluntarios sanos de un ambiente a temperatura ambiente y los expusieron a temperaturas de 4,4 °C (39,9 °F) durante 15 minutos y descubrieron que la temperatura dentro de la nariz descendía unos 5 °C. Luego aplicaron esta reducción de temperatura al tejido nasal. muestras y observó una respuesta inmunitaria atenuada. La cantidad de EV secretados por las células nasales disminuyó en casi un 42 por ciento y las proteínas antivirales en los EV también se vieron afectadas.
“Combinados, estos hallazgos brindan una explicación mecánica de la variación estacional en las infecciones de las vías respiratorias superiores”, dijo el Dr. Huang.
Potencial terapéutico
Los estudios futuros tendrán como objetivo replicar los hallazgos con otros patógenos. Los estudios podrían llevarse a cabo como estudios de desafío, donde un modelo animal o humano se expone a un virus y se mide su respuesta inmune nasal.
A partir de sus hallazgos recientes, los investigadores también pueden imaginar formas en que la terapia puede inducir y fortalecer la respuesta inmune innata de la nariz. Por ejemplo, se podría diseñar una terapia con medicamentos, como un aerosol nasal, para aumentar la cantidad de vehículos eléctricos en la nariz o los receptores de unión dentro de las vesículas.
“Hemos descubierto un nuevo mecanismo inmunológico en la nariz que está siendo bombardeado constantemente y hemos demostrado lo que compromete esta protección”, dijo el Dr. Amiji. "La pregunta ahora cambia a, '¿Cómo podemos aprovechar este fenómeno natural y recrear un mecanismo defensivo en la nariz y aumentar esta protección, especialmente en los meses más fríos?'"
Fuente: https://www.intramed.net/
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