Inmunopatología de la Infección por el Virus de la Influenza Rosaly Correa de Araujo, MD, MSc, PhD Directora, Oficina de las Américas Oficina del Secretario Oficina de Asuntos Relacionados con la Salud Mundial 3a. Capacitación del Centro Regional de Capacitación Sobre el Cuidado de la Salud Ciudad de Panamá, del 16 al 30 de setiembre de 2007

La Carga de la Influenza La influenza estacional Mundialmente: de 250,000 a 500,000 muertes al año En los Estados Unidos, cada año: 36,000 muertes más de 200,000 hospitalizaciones $37,500 millones en costos económicos debidos a la influenza y a la neumonía Influenza pandémica La eterna amenaza

Cepas de la Influenza Circulantes en los Seres Humanos y las Pandemias en el Siglo XX 1957: “Gripe asiática” 1 millón de muertes 1968: “Gripe de Hong Kong” 1 millón de muertes 1918: “Gripe española” de 40 a 50 millones de muertes H3N2 H2N2 H1N1 H1N1 1920 1940 1960 1980 2000

H5N1 humano desde 2003

La Historia Natural de la Infección de la Influenza Estacional Probabilidad de infectar a otros Sintomática (67%) Asíntomática (33%) días Latencia 1.5d Incubación Posiblemente sintomática 2d 3.5d Exposición e infección

Características Clínicas de la Influenza Infección aguda: de 24 a 48 horas Escalofrío, fiebre, dolores en todo el cuerpo, fatiga, dolor de garganta, congestión vascular, síntomas gastrointestinales (vómito, dolor abdominal, diarrea) Neumonía bacteriana secundaria, encefalitis, miocarditis El riesgo de complicación aumentó enormemente en niños pequeños y en adultos mayores o en pacientes con sistemas inmunológicos débiles

Características Clínicas de la Infección de Gripe Altamente Patógena Síntomas mortales: Edema pulmonar extenso Síndrome de insuficiencia respiratoria aguda Hemorragia alveolar Infiltración masiva de células mononucleares Casos muy graves de linfopenia y problemas de órganos múltiples (renal, cardiaco) Respuesta Inmunológica Irregular

Síndrome Hemofagocítico Trastorno del sistema fagocítico de los monocitos Proliferación de histiocitos Fagocitosis extensa: eritrocitos, plaquetas, células precursoras Trastorno de órganos múltiples Condición impulsada por citocinas (tormenta de citocinas):  niveles de IL-2r, IL-6, IFN-γ, TNF-α Exacerbación de la enfermedad Mal prognostico

H1, H2, H3 N1, N2 Los virus de la influenza constantemente están cambiando. Esta diapositiva muestra los componentes básicos del virus de la influenza. El virus tiene dos proteínas superficiales principales: la H y la N. Las cepas de gripe reciben el nombre por estas proteínas. Hay 16 subtipos de H y 9 subtipos de N. Los cambios en estas proteínas pueden dar como resultado la aparición de una nueva cepa de virus con la cual el ser humano no se haya infectado antes. Cuando sucede esto, la aparación de una nueva cepa de virus, la población no cuenta con inmunidad preexistente y está propensa a la infección. Génoma de una sola cadena de ARN de polaridad negativa, de 8 segmentos, ortomixoviruses Se pueden infectar las aves y los mamíferos Aves acuáticas: reservas naturales de todos los subtipos Superficie Glucoproteínas hemaglutinina – 16 tipos Glucoproteínas neuraminidasa – 9 tipos Se han detectado sólo 3 tipos de hemaglutinina (H1, H2, H3) y 2 subtipos de neuraminidasa (N1, N2) en los virus que circulan en los seres humanos.

Patología de la Infección por el Virus de la Influenza A Muerte por necrosis Apoptosis Células epiteliales respiratorias Grandes cantidades de virus Macrófagos alveolares Respuesta inmunológica Citocinas TNF-α IL-1 Quimocinas MCP-1, RANTES, MIP 1 α/β, IP-10, IL-8 Enfermedad temprana - 3er día Sangre Macrófagos, Neutrófilos, células T Enfermedad grave, H5N1

Virus de la influenza A Micrografía electrónica a color de la transmisión de los virus de la influenza aviar A H5N1 (color dorado) que crecen en las células MDCK (color verde). Por lo general, los virus de la influenza aviar no infectan a los seres humanos; sin embargo, se han reportado desde 1997 varios casos de contagios y brotes en humanos. Cuando tales infecciones ocurren, las autoridades del sector salud vigilian estas situaciones muy de cerca. Proveedores del contenido: CDC/ Cortesía de Cynthia Goldsmith, Jacqueline Katz y Sharif R. Zaki, 1997

Las Citocinas y Quimocinas en la Inmunopatología Clínica Asociada a la Influenza La gravedad de la enfermedad se relaciona estrechamente con los niveles de citocinas La gravedad de los síntomas de la enfermedad se relaciona estrechamente con los niveles de Il-6, IFN-α, TNF-α Los más altos niveles de quimocina y el quimoatrayente de neutrófilos IL8 en pacientes que fallecieron por la enfermedad

IFN-γ Células T y NK Inhibe la reproducción viral, estimula la aniquilación mediada por CTL, incrementa la expresión MCH I, activa los macrófagos y los neutrófilos, promueve la proliferación de células T TNF-α, Células T, monocitos/macrófagos, células dendríticas, neutrófilos Efectos antivirales directos, quimioatrayente neutrófilo, estimula la fagocitosis de los macrófagos y la producción de IL-1, incrementa la permeabilidad vascular IL-1 Monocitos/macrófagos, células dendríticas Incrementa la expresión de los factores de adhesión en el endotelio, incrementa la permeabilidad vascular, simula la producción de IL-6 IL-6 Epitelio respiratorio, células T, monocitos/macrófagos, células dendríticas Citocina proinflamatoria Activa las células T

MIP-1β (CCL4) MIG (CXCL9) IP-10 (CXCL10) RANTES (CCL59 IP-8 (CXCL10) Monocitos/macrófagos, neutrófilos, células T, células dendríticas Monocito, quimioatrayente TC, activa los neutrófilos MIG (CXCL9) Epitelio respiratorio, monocitos/macrófagos Monocito y quimioatrayente de célula T IP-10 (CXCL10) Monocitos/macrófagos, células T, epitelio respiratorio RANTES (CCL59 células T, epitelio respiratorio Monocito, célula T, quimoatrayentes de la célula dendrítica, activa las células T IP-8 (CXCL10) Epitelio respiratorio, monocitos/macrófagos, neutrófilos Quimioatrayente de célula T y neutrofilo, activa los neutrófilos

Inmunopatología Relacionada con la Citocina y Papel del Gene NS de la Influenza Los niveles elevados de citocina se correlacionan fuertemente con la carga viral y la patogénesis La proteína NS1 puede influir directamente en la respuesta inmune del receptor a la infección de la influenza La capacidad del NS1 para otorgar resistencia a la respuesta inmune del receptor puede causar un aumento masivo de patología mediada por la producción de la citocina

Células CD8 T en la Inmunopatología de la Influenza O D E L O S A N I L E Lisis directa de células infectadas CD8 Células T Citocinas proinflamatorias IFN-γ TNF- α Daño pulmonar Infiltración inflamatoria mayor Infección anticipada (día 3) Infección posterior (del día 9 al 10) Resolución de la infección del virus

Células T CD8 en los Mecanismos de la Influenza del Daño Pulmonar E L I M I N A C I O N R E T A S AD A Endógenos irregulares Producción de citocina Células CDT 8 prolongadas activan y mejoran la producción de citocina Mejora la aniquilación directa de células epiteliales respiratorias ↑ infiltración monocítica

Infección de Monocitos y Macrófagos Ambos totalmente susceptibles al virus de la gripe A, pero con propagación limitada Respuesta inmune inicial distintiva: Incorporación de M y M al parénquima pulmonar y al espacio alveolar – propagación del virus Macrófagos: síntesis de novo de la proteína viral M y M: apoptosis de 24 a 48 horas M y M: incrementan la producción de citocinas y quimocinas, exacerba los síntomas clínicos Se necesita infiltración de M y M para protección y recuperación

Monocitos y Macrófagos Producción de Citocina Transcripción y producción rápida: TNF-α, IL-1 β, IL-6, IFN-α / β…….2 horas Activación y migración de monocitos sanguíneos adicionales, células T y B para el lugar de infección Promoción de aumento de quimocinas MCP 1, MCP3, IP-10

Macrófagos Papel Principal Hay una fuerte correlación entre la inmunopatología relacionada con el virus de la influenza y el incremento en la producción de citocina Macrófagos Papel Principal

Monocitos y Macrófagos Producción de Quimocina Los monocitos/macrófagos producen fácilmente quimocinas MIP-1, MCP- 1 α …….. 4 horas RANTES …… 8 horas, su máximo en 16 horas Inhibe la secreción de quimocinas específicas de neutrófilos – IL-8, GRO α Secreción de IP-10 reducido en monocitos infectados con virus no activados por UV La infección del virus de la influenza de ratones sin CCR5 y CCR2 causó un incremento en la mortalidad y la supervivencia respectivamente.

Monocitos y Macrófagos Radicales de Oxico Nítrico y de Oxígeno Macrófago infectado Liberan cantidades excesivas de intermediarios reactivos al nitrógeno: NO, NO2, H2O2 Liberan cantidades excesivas de especies reactivas al oxígeno: ROS; O2-, OH, H2O2-) Falla de intermediarios de nitrógeno y ROS para ver la diferencia entre agentes patógenos exógenos y tejidos del receptor endógeno Fundamental para la respuesta inmune

Células CD4 T en la Inmunopatología de la Influenza Papel importante al eliminar virus de la gripe A, pero no se entienden bien los efectos Aumento de respuestas de las células CD8 T y B Las células infectadas segregan una cantidad de citocinas: IL-2, IL-10, IFN-γ La transferencia de clones de células CD4 Th1 específicas de la influenza protegen a los ratones y disminuyen la enfermedad mortal Células CD4 T como células citolíticas in vivo controversiales Expresión OX40 en células CD4 T mediando respuesta para el sugerido.

Conclusiones La inmunidad a la influenza A es compleja e involucra diferentes armas de respuesta al huesped. Todas las armas necesarias para la eliminación eficaz del virus. Cuando se presenta la exacerbación de uno o más elementos de respuesta - daños inmunopatológicos severos La patología inmunomediada aún debe ser mejor entendida para facilitar la intervención clínica

Conclusiones La información adicional de casi todos los casos sugiere que los mediadores de la patología pulmonar y sistémica son esenciales para la eliminación eficaz del virus La inmunopatología grave es secundaria y es una consecuencia de la incapacidad de resolver la infección del virus La capacidad para controlar la carga viral es crítica para limitar la respuesta inmune

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