SUSCEPTIBILIDAD A INFECCIONES POR MICOBACTERIAS Vía IFN-/IL-12 Bioq. M. Mercedes Gallinger Bioq. Javier Jimenez Residencia de Inmunología para Bioquímicos Hospital de Pediatría “J. P. Garrahan” COREBIO 2006

FENOTIPOS INMUNOLÓGICOS MEDIO AMBIENTE Factores de exposición Factores micobacterianos FENOTIPOS INMUNOLÓGICOS FENOTIPOS CLÍNICOS EXPOSICIÓN A MICOBACTERIA INFECCIÓN Inmunidad innata INFECCIÓN Inmunidad adaptativa Factores genéticos Factores genéticos Factores no genéticos HUÉSPED

fundamentales en la defensa contra microorganismos intracelulares. IFN e IL12 fundamentales en la defensa contra microorganismos intracelulares. IFN Producido por células NK, Li Th1, Li T CD8 + y Li T. Activa fagocitos mononucleares y Neutrófilos. Favorece la diferenciación Li T CD4+ a Li Th1 inhibiendo la diferenciación a Li Th2.

IL-12 Producida por subpoblaciones de macrófagos y células dendríticas activadas. Estimula cél. NK. Favorece la diferenciación Li T CD4+ a Li Th1 y estimula su proliferación. Puede ser inducida por exposición de MN a microorganismos o sus productos como LPS.

IL-12 IFN- MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-/IL-12 DC-sign IL-12 R Toll/CD14 IFN- R de manosa 1 IL-12R 2 fagosoma muerte bacteriana IFN- TNF- R1 TNF- quemoquinas IFN-R R2 TNF-R Li Th1/cél. NK FAGOCITO MN

IL-12R IL-12p70 IL-12R1 p40 p35 IL-12R2 Li Th1/cél. NK activadas Tyk2 p40 p35 IL-12R2 Jak2 Li Th1/cél. NK activadas

Li Th1/cél. NK activadas P P P P Núcleo STAT-4 STAT-4 STAT-4-P

IFN-R IFN-R1 Jak1 IFN-R2 Jak2 IFN- Fagocito MN

IFN-R1 IFN-R2 Ubicua, en todas las células nucleadas. Pobremente inducible. Cadena que une IFN-. IFN-R2 Bajo nivel de expresión. Inducible, finamente regulada  limitante para la respuesta a IFN-. No une IFN-. Cadena transductora de señales. Estabiliza el complejo IFN- /IFN-R1.

Fagocito MN P P STAT-1 P STAT-1-P P STAT-1-P P STAT-1-P Núcleo

SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES POR MICOBACTERIAS 1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por IFN/L12  susceptibles a infecciones por micobacterias ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG. IL-12R1 IL-12p40 IFN-R1 IFN-R2 STAT-1 Incapacidad de sus células de producir o responder a IFN-.

SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES POR MICOBACTERIAS 1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por IFN/L12  susceptibles a infecciones por micobacterias ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG. IL-12R1 IL-12p40 IFN-R1 IFN-R2 STAT-1

MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-/IL-12 DC-sign IL-12 R Toll/CD14 IFN-  R de manosa 1 IL-12R 2 fagosoma TNF- muerte bacteriana IFN- quemoquinas R1 IFN-R R2 TNF-R Li Th1/cél. NK FAGOCITO MN

Deficiencia de IL-12R1 Herencia: AR. Patógenos más frecuentes: BCG, Salmonella spp. Deficiencia: - completa (58)  fenotipo clínico más severo - parcial (1)

Receptores mutantes EC TM IC WT IL-12R1 AR + - completo AR + +/- parcial AR - completo EC TM IC Herencia Expresión en superficie Unión a IL12 Defectos en señalización

SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES POR MICOBACTERIAS 1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por IFN/L12  susceptibles a infecciones por micobacterias ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG. IL-12R1 IL-12p40 IFN-R1 IFN-R2 STAT-1

MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-/IL-12 DC-sign  IL-12 R Toll/CD14 IFN- R de manosa 1 IL-12R 2 fagosoma TNF- muerte bacteriana IFN- quemoquinas R1 IFN-R R2 TNF-R Li Th1/cél. NK FAGOCITO MN

Deficiencia de IL-12p40 Herencia: AR Ausencia de producción de IL12p70. Infecciones: la mayoría por M bovis BCG y en menor frecuencia Salmonella spp. Evolución clínica: variable, de infección local y curable (n=10) a severa y fatal (n=6). Mayor tasa de muerte (6 de 16) que deficiencia de IL-12R1 (6 de 59).

SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES POR MICOBACTERIAS 1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por IFN/L12  susceptibles a infecciones por micobacterias ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG. IL-12R1 IL-12p40 IFN-R1 IFN-R2 STAT-1

MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-/IL-12 DC-sign IL-12 R Toll/CD14 IFN- R de manosa 1 IL-12R 2 fagosoma TNF- muerte bacteriana  IFN- TNF- quemoquinas R1 IFN-R R2 TNF-R Li Th1/cél. NK FAGOCITO MN

Deficiencia de IFN-R1/2 Herencia: AR y AD, dependiendo del defecto. Patógenos más frecuentes: BCG, micobacterias ambientales. Deficiencia: - completa  fenotipo clínico más severo (comienzo más temprano, mayor número y severidad de infecciones, menor sobrevida).  infecciones resistentes a quimioterapia antimicobacteriana intensa. - parcial  DP-IFNR1: mayor frecuencia de osteomielitis por micobacterias con buena respuesta al tratamiento.

Receptores mutantes EC TM IC WT IFN-R1 AR - completo AR + - completo +/-? parcial AD +++ + parcial Herencia Expresión en superficie Unión a IFN Defectos en señalización

Receptores mutantes EC TM IC WT IFN-R2 AR - +? completo AR + parcial Herencia Expresión en superficie Unión a IFN Defectos en señalización

SUSCEPTIBILIDAD MENDELIANA A INFECCIONES POR MICOBACTERIAS 1996: defectos hereditarios en la inmunidad mediada por IFN/L12  susceptibles a infecciones por micobacterias ambientales no tuberculosas o el bacilo de la vacuna BCG. IFN-R1 IFN-R2 IL-12R1 IL-12p40 STAT-1

MECANISMO DE DEFENSA CONTRA MICOBACTERIAS: Vía IFN-/IL-12 DC-sign IL-12 R Toll/CD14 IFN- R de manosa 1 IL-12R 2 fagosoma TNF- muerte bacteriana  IFN- TNF- quemoquinas R1 IFN-R R2 TNF-R Li Th1/cél. NK FAGOCITO MN

Deficiencia de STAT-1 Deficiencia: - completa (2)  AR  BCGitis diseminada tratada exitosamente con drogas anti-micobacterianas. Muerieron por infección viral severa. - parcial (3)  AD

N° (%) muertes < 11 años Pacientes reportados N° (%) muertes < 11 años Principales infecciones (n°) Gen Defecto Herencia M bovis BCG (12) M tuberculosis (1) Salmonella spp (5) IL12B (p40) Completo AR 16 5 (31%) M bovis BCG (27) MNT (12) M tuberculosis (3) Salmonella spp (29) Completo AR 58 6 (10%) IL12RB1 (IL12R1) Parcial AR 1 - M bovis BCG (1) MNT(22) M bovis BCG (11) M tuberculosis (1) Salmonella (1) Completo AR 26 7 (27%) IFNGR1 (IFNR1) M bovis BCG (1) Salmonella (1) M tuberculosis (1) AR 2 - Parcial MNT (30) M bovis BCG (14) M tuberculosis (1) Salmonella (3) AD 46 - Completo AR 3 - MNT (3) M bovis BCG (1) IFNGR2 (IFNR2) Parcial AR 1 - M bovis BCG (1) Completo AR 2 2 (100%) inf. viral M bovis BCG (2) Viral (2) STAT1 Parcial AD 3 - M bovis BCG (1) MNT (1)

Tratamiento Deficiencia de IL12R1 o IL12p40: quimioterapia ATB intensa a largo plazo, IFNr dependiendo el caso. Deficiencia parcial de IFNR: quimioterapia ATB intensa a largo plazo, IFNr a mayores dosis. Deficiencia completa de IFNR: usualmente refractarias a ATB, TMO. Deficiencia de STAT-1 parcial: quimioterapia ATB. Deficiencia de STAT-1 completa: quimioterapia ATB.

persistente por 13 años. Actualmente sin enfermedad Edad / Sexo 4 años/ fem 3 años/ fem 15 años/masc Presentación Enf. Regional 1 mes 3 meses 6 meses Infección diseminada 8 meses 17 meses 2 años Aislamiento Biopsia axilar, hemocultivo, coprocultivo Lav. gástrico Ganglio distal Biopsia axilar, Lav. gástrico Ganglio regional Ganglio distal Secr. bronquial Tratamiento Anti TBC IFNr Evolución Sin enfermedad Infección persistente persistente por 13 años. Actualmente sin enfermedad

Evaluación de la expresión y funcionalidad de moléculas de la vía IFN/IL12 por citometría de flujo. Expresión de IFNR1 en monocitos. Fosforilación de STAT1 mediada por IFN r en monocitos. Producción de IL12 (p40/p70) citoplasmática en monocitos activados con LPS e IFN . Expresión de la cadena 1 del receptor de IL12 en CMT activadas con PHA. Fosforilación de STAT4 mediada por IL12r en CMT previamente estimuladas con PHA e IL2.

Fosforilación de STAT1 mediada por IFN r en monocitos Paciente Control Normal 1x106 CMT BASAL ESTIMULADO RPMI 20%SBF IFN r (20UI) 10 min, 37°C Lavar Marcación i.c. con mAbs anti-STAT1 Y STAT1-P Análisis por CF en región monocítica

Evaluación de la función del Receptor de IFN Fosforilación de STAT1 89% M1 Stat1 P Stat1 P basal est R1

Producción de IL12 (p40/p70) citoplasmática

Expresión de la Cadena 1 Rc. IL12 83% 55% 51% N 81% 0% P3 3% P2 80% P1 %CD25 % Cadena 1 Rc. IL12 PHA PHA+IL2 Paciente paciente normal 0% 0% 51% 51% M1 M1 Cadena 1 Rc IL12 Cadena 1 Rc IL12

Fosforilación de STAT4 mediada por IL12r en CMT previamente estimuladas con PHA e IL2. Paciente Control Normal 1x106 CMT PHA IL-2r PBS 2%SBF IFNr IL-12r 20 min, 37°C Lavar Marcación i.c. con mAbs anti-STAT4 Y STAT4-P Análisis por CF en región linfoide

Evaluación de la funcionalidad del receptor de IL12 fosforilación de STAT 4 paciente normal M1 98% STAT 4 70% M1 M1 STAT 4-P con IL12 neg 34% M1 80% STAT 4-P con IFN 77% M1 M1

Paciente 2 RNT PAEG Vacunado al nacer con BCG. 6 meses: BGCitis localizada/regional en brazo derecho. Durante los 2 primeros años: infección pulmonar recurrente. 2 años: aislamiento de M bovis-BCG de esputo y ganglio axilar. Durante los siguientes 13 años: múltiples tratamientos anti-micobacterianos. Sin eliminación de la micobacteria ni mejoría clínica. 9 años: HIV (-), IDP(-). 14 años: Se constató deficiencia de IL-12R1 por BM: Q542X, CF: función y expresión de IL-12R1: ausente. 15 años: deterioro clínico importante a pesar de tto. Anti-micobacteriano e IFNr (40 g/m2)

Medición de actividad bactericida/bacteriostática del suero: ausente. Se constata enteropatía perdedora de proteínas y esteatorrea. Aumento de dosis de IFNr (100 g/m2) y cambio de anti-micobacterianos. + 2 meses de tto.: negativiza el esputo. + 8 meses de tto.: neuropatía óptica y periférica (Estreptomicina, Linezolid). Tto. concluído al año. Profilaxis con acitromicina semanal. + 6 meses de profilaxis: continúa con cultivos (-), lesión torácica resuelta, neuropatía óptica y periférica: recuperación significativa.

4 meses Inicio de tratamiento 6 meses 9 meses

GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!