Inmunidad en el sistema digestivo de las aves

El sistema inmune de las mucosas ha evolucionado paralelamente con el sistema inmune sistémico, como consecuencia de esta dicotomía, solamente las respuestas iniciadas en los lugares inductores de la mucosa pueden resultar en una respuesta inmune eficaz. El sistema inmune secretor proporciona una red integrada ligada de órganos de las mucosas que trabajan independientemente de la inmunidad sistémica. Este concepto de “sistema inmune común de las mucosas” propuesta por Bienenstock em 1974 está respaldado por la migración de células efectoras y la secreción de moléculas de IgA que aseguran que la experiencia antigénica en una mucosa puede ser reflejada en la expresión del sistema inmune efector en una superficie distante. Por ejemplo, la estimulación del sistema inmune en el intestino puede resultar en la producción y detección de anticuerpos específicos en la tráquea, o la inmunización intraocular puede producir un estímulo a nivel del tracto gastrointestinal en aves, con la producción de IgA e IgG en niveles significativos.

Las superficies mucosas y los tejidos linfoides asociados han evolucionado con características especiales, lo cual refleja su papel como primera barrera de defensa en las superficies mucosas, limitando la adherencia de patógenos al epitelio y reduciendo la colonización. Muchos mecanismos en el desarrollo de la inmunidad intestinal en las aves han sido revisados en los últimos años.

El desarrollo post natal de los tejidos linfoides asociados a la mucosa en las aves, han sido estudiados en los ojos, pulmones e intestinos; habiéndose determinado que en los intestinos el tejido linfoide desarrolla áreas específicas para células B y células T. Tres décadas atrás, los estudios indicaban que las células productoras de inmunoglobulinas presentes en el intestino del pollito eran muy pequeñas y se incrementaban en respuesta a la colonización intestinal posiblemente a la actividad mitogénica de los lipopolisacáridos bacterianos; sin embargo, posteriormente se ha confirmado que el tejido linfoide asociado a intestino (GALT) es poblado de células B al cuarto día de vida y madura hasta la segunda semana; y que la inmunidad innata está asociada con dos eventos: a) uno independiente de la exposición a alimentos o bacterias regulada por un gen y b) dependiente de la exposición a alimento y flora que desarrolla después del nacimiento.

La mayoría de agentes invaden a los animales a través de las mucosas. Ha sido ampliamente demostrado que la presencia de anticuerpos protectores en las superficies de las mucosas protegen a los animales contra la entrada de microorganismos. En el intestino de las aves, el mecanismo de defensa asociado a la mucosa intestinal está mediado por la IgA secretora y producido por el GALT. Por este motivo la utilización de agentes capaces de estimular la respuesta local es una de las alternativas para la prevención de la colonización de microorganismos patógenos. En las aves los anticuerpos maternos son transferidos al pollito a través del huevo, y existen evidencias de que IgA de origen desconocido puede ser encontrada en la yema un día antes del nacimiento, sin embargo su función en la protección del ave durante los primeros días de vida del ave no ha sido clarificada; y la estimulación para su síntesis en el embrión y el pollito un día está regulada por la expresión de algunos genes. Por otro lado, la microflora normal es importante para la estimulación precoz e la maduración del componente celular en el sistema inmune intestinal; estas bacterias nativas modulan la respuesta inmune por al aumento o disminución de mediadores secretados por las células inmunocompetentes asociadas con el intestino y por la estimulación de los linfocitos Th y supresores; y es probable que cambios durante el crecimiento afecten este microambiente.

Brandtzaeg y colaboradores describieron hace más de una década, que el sistema inmune en las mucosas puede actuar utilizando tres mecanismos básicos:

a) la exclusión inmune, que es una protección de superficie no inflamatoria que se realiza en colaboración con factores de inmunidad innata y está mediada por la SIgA;

b) la regulación inmune, una serie de eventos en los que participan las células presentadoras de antígenos, se activan linfocitos tanto B como T y existe liberación de citocinas específicas y;

c) la eliminación inmune, que involucra la estimulación de mediadores (citocinas y otras substancias), células de defensa innata, proliferación y diferenciación de linfocitos, y los eventos relacionados a la producción de anticuerpos.

En las aves los limitados estudios de la captación de antígenos por el GALT no han sido concluyentes. A pesar de las diferencias existentes entre las especies animales, el sistema funciona de manera similar en todos los casos. La inmunidad generada en las mucosas, en especial la intestinal, es un factor importante en el sistema inmune, pues puede reflejar la inmunidad en otros tejidos o sistemas fisiológicos del organismo contra los agentes infecciosos. La respuesta inmune intestinal involucra una serie de interacciones y eventos complejos, que incluyen mediadores, células y otros factores presentes en el GALT, que inducen y expresan la respuesta de IgA en las superficies mucosas.

Respuesta ante la infección por Salmonella

Cuando se inicia una infección en la mucosa por un patógeno intracelular, a pesar de existir la activación de la inmunidad innata, el resultado final es la inducción de la inmunidad mediada por células, acompañada de la síntesis de SIgA específica, que proporcionan una importante primera barrera de defensa contra la invasión de los tejidos más profundos. En el caso de Salmonella, ésta llega al intestino y entra por las células epiteliales, o las células M que carecen del borde en cepillo favoreciendo la entrada de patógenos entéricos, y como la bacteria posee tres tipos de sistemas de secreción, puede entrar en contacto fácilmente con la membrana plasmática e inducir su propia fagocitosis. Un segundo mecanismo para la entrada de la bacteria es mediado por las células dendríticas que expresan unas proteínas que se ligan estrechamente y extienden dendritas entre las células epiteliales para captar directamente la bacteria.

Estos mecanismos están asociados a la especie de hospedero y al serotipo de Salmonella que infecta el hospedero. Otros factores podrían influenciar la respuesta inmune, como el estado inmunológico del hospedero, el microambiente intestinal y su equilibrio. Esto ha sido demostrado en varias investigaciones, donde se ha concluido que la invasión por Salmonella Enteritidis y S. Typhimurium produce en las células de las aves una expresión de citoquinas que inducen una respuesta inflamatoria y limitan la diseminación de la bacteria en el intestino; contrariamente a este hecho S. Gallinarum no induce respuesta inflamatoria por lo que no es limitada localmente por el sistema inmune produciendo la enfermedad sistémica. Así ha sido sugerido que los flagelos y el SPI 1 están asociados con la inflamación intestinal; y que la ausencia de flagelos en las salmonelas específicas de aves puede ser una herramienta ventajosa para evitar el reconocimiento por los TLR5 y desarrollar así la infección sistémica a través de una estrategia “cautelosa” de estas bacterias.

Diferencias entre la infección sistémica hospedero-específica y la infección por salmonelas paratíficas

1Chappell y colaboradores 2009.

Se ha sugerido que la inmunidad local en el intestino o en el tejido linfoide asociado (GALT) debe tener un papel importante en la protección adquirida contra la salmonelosis. Esto ha sido confirmado por Salazar-Gonzales y colaboradores que encontraron una subpoblación de células dendríticas que expresan un receptor de quimiocina CCR6+, indispensable para activar células T específicas anti-Salmonella. A pesar de las diferencias entre los mamíferos y las aves, es probable que mediadores y poblaciones de células similares con funciones homólogas u ortólogas, estén envueltos en las infecciones por Salmonella en las aves. Cabe mencionar que la activación de células T por las células dendríticas es un evento crítico en la iniciación de la respuesta inmune adquirida y la protección contra enteropatógenos. Además del componente, existen muchos mediadores involucrados en el control de las cepas patogénicas de Salmonella, como IFN-γ, TNF-α requeridos entre otras funciones para la activación de macrófagos; IL-12 y IL-18 substancias críticas en la activación de células T en especial la subpoblación Th1. Históricamente, las citocinas derivadas de linfocitos ayudadores Th2 fueron consideradas esenciales para la respuesta de anticuerpos, sin embargo, la respuesta de anticuerpos SIgA puede ser inducida también por respuestas dominadas por linfocitos Th1, como es observado específicamente con algunos patógenos intracelulares como Salmonella en el tracto intestinal, esto permite sugerir que existe una interacción en el ecosistema intestinal durante la infección, que finalmente activa la inmunidad mediada por células para la eliminación del patógeno intracelular, y que al mismo tiempo activa la inmunidad humoral mediada por IgA secretora a nivel de la mucosa intestinal, proporcionando una barrera contra la colonización de la bacteria.