Bacterias lácticas con capacidad para modular la inmunidad antiviral en mucosas: estudio de sus mecanismos de acción y selección de biomarcadores mediante herramientas "omicas"

Abstract

Este trabajo tuvo como objetivo emplear herramientas “omicas” para estudiar bacterias lácticas (BL) con actividad inmunomoduladora (inmunobióticos), con la finalidad de profundizar el conocimiento de los mecanismos moleculares involucrados en sus efectos beneficiosos sobre la inmunidad antiviral en mucosas y encontrar genes, tanto de las BL como del huésped, que puedan ser utilizados como biomarcadores para la selección de nuevas cepas inmunobióticas. Se realizó un estudio transcriptómico para evaluar la respuesta de células epiteliales intestinales porcinas (células PIE) a la activación del receptor de reconocimiento de patrones antiviral TLR3 y la influencia de las bacterias inmunobióticas Lacticaseibacillus rhamnosus CRL1505 y Lactiplantibacillus plantarum CRL1506 (cepas modelo) sobre dicha respuesta. Se observó que las células PIE tratadas con las BL modelos modulan de forma diferencial la expresión génica con función inmunológica tales como interferones de tipo I, factores antivirales, citoquinas y quimioquinas pro-inflamatorias, moléculas de adhesión, y enzimas involucradas en la biosíntesis de prostaglandinas. El estudio transcriptómico permitió proponer un grupo de genes inmunológicos que son expresados diferencialmente en las células PIE por influencia de las BL inmunomoduladoras, como potenciales biomarcadores para la selección de nuevas cepas de BL con actividad antiviral. Estudios comparativos realizados para evaluar el efecto de BL con y sin actividad inmunomoduladora sobre la expresión de cada uno de genes propuestos como biomarcadores en las células PIE, permitió demostrar que L. plantarum MPL16 es capaz de modular la respuesta inmune innata antiviral de modo similar al reportado para las BL modelos. Estudios in vivo en ratones permitieron confirmar que solo L. plantarum MPL16 fue capaz de regular beneficiosamente la inmunidad antiviral intestinal y en el tracto respiratorio luego de su administración oral, de manera comparable a lo reportado previamente para L. rhamnosus CRL1505. También se secuenciaron los genomas de L. plantarum MPL16, CRL1506, y CRL681 para realizar estudios de genómica comparativa y funcional. El estudio genómico incluyó además a L. plantarum TL2766 como control negativo, y a L. plantarum WCFS1, una cepa con probada actividad probiótica. Se observó que no existen notables diferencias en la cantidad de genes para las distintas categorías funcionales entre los lactobacilos estudiados incluyendo genes involucrados en la biosíntesis de lipoproteínas y ácidos teicocicos. Por otro lado, se detectó una gran variabilidad en las proteínas de superficie de cada una de las cepas de L. plantarum. Sin embargo, no se pudo correlacionar un grupo de genes bacterianos específicos con la capacidad inmunomoduladora diferencial de las cepas de L. plantarum evaluadas. Los 6 estudios comparativos in vitro e in vivo demostraron que los biomarcadores de las células PIE propuestos son efectivos para seleccionar eficientemente in vitro BL con capacidad inmunomoduladora, las cuales pueden ejercer efectos beneficiosos en la inmunidad antiviral tanto a nivel intestinal como respiratorio. La información molecular obtenida permite además avanzar en el conocimiento de los mecanismos inmunes involucrados en los efectos beneficiosos de las cepas inmunobióticas estudiadas, al demostrar el rol fundamental de las células epiteliales intestinales en la modulación de la inmunidad antiviral no solo a nivel intestinal sino también en el tracto respiratorio.