Inmunidad entrenada

La infección de células ovinas por un virus murino no patogénico es capaz de interferir en la replicación de virus patogénicos como el Maedi Visna. El éxito en la defensa está condicionado por la capacidad inicial de respuesta con la que cuentan casi todas las células de los organismos vivos, participando en la inmunidad innata frente a cualquier infección.

Esta nueva estrategia permitiría reducir la carga viral en animales ya infectados, una situación habitual en España.

Los lentivirus, entre los que se encuentran virus como el de la inmunodeficiencia humana (VIH), en simios (SIV) o felina (FIV), también afectan a especies ganaderas como vacas (BIV), caballos (virus de la anemia infecciosa equina, EIAV), ovejas y cabras (LVPR). Se caracterizan por presentar una amplia heterogeneidad genética y antigénica, lo que ha dificultado el desarrollo de vacunas desde hace más de 30 años.

El virus Maedi Visna (VMV) y el de la artritis encefalitis caprina (CAEV), hoy en día clasificados respectivamente como los genotipos A y B de los lentivirus de pequeños rumiantes (LVPR), afectan a ovejas y cabras de todo el mundo (Figura 1). La infección es incurable y causa una enfermedad inflamatoria crónica de curso lento que puede afectar a pulmones, sistema nervioso central, articulaciones y glándula mamaria. A pesar de que el número de animales afectados por la enfermedad es típicamente bajo, la infección subclínica es responsable de pérdidas productivas tanto en rebaños de aptitud cárnica como lechera. En España se estima que la seroprevalencia puede alcanzar el 90%, dependiendo de la zona que se considere. Estudios recientes indican, además, que las pérdidas productivas derivadas de la infección podrían estar subestimadas debido a un diagnóstico impreciso.

Figura 1. Esquema de las relaciones filogenéticas de los genotipos de LVPR en relación a la especie hospedadora. El genotipo A agrupa las estirpes originales de Islandia (Kv1514) y secuencias del clásico Maedi Visna en más de 20 subgrupos. El genotipo B agrupa estirpes del clásico virus de la artritis encefalitis caprina (CAEV) como CAEV-Co, la primera estirpe aislada en Estados Unidos. Los genotipos C y E se encuentran sólo en Noruega e Italia, respectivamente.

El sistema inmunitario es capaz de detectar y activar diferentes rutas para el reconocimiento y eliminación de multitud de patógenos de diferente naturaleza (virus, bacterias, parásitos, etc.). Para ello emplea la respuesta inmune innata, que detecta a través de diferentes sensores el tipo de patógeno frente al que se enfrenta. Esta respuesta rápida y poco específica permite activar por un lado los factores de restricción que bloquean en el acto la replicación de muchos virus y por otro, activar diferentes vías proinflamatorias que estimulan la respuesta adaptativa, más específica y que genera una memoria inmunológica a largo plazo. En ambos casos, la activación de la inmunidad innata previene la infección y dificulta la replicación viral. Además, cuando esto ocurre en células dendríticas o macrófagos, da lugar a la presentación de los antígenos específicos al sistema adaptativo, en el que los linfocitos T serán los responsables de activar mecanismos humorales (anticuerpos) y celulares (citotoxicidad) para la eliminación del patógeno.

El uso de virus, especialmente los atenuados o no patógenos puede ser una posibilidad para la prevención o el tratamiento de algunas infecciones patogénicas. Por un lado, el estímulo de la inmunidad innata mediante el uso de estos virus puede ser suficiente para activarla y prevenir la infección o atenuarla. Por otro lado, la estimulación de los mecanismos inflamatorios en la célula mediante la inmunidad innata puede activar la denominada inmunidad entrenada. La inmunidad entrenada es, dentro de la inmunidad innata, un mecanismo de memoria inmune inespecífica que condiciona una reacción inflamatoria más potente cuando los mecanismos inflamatorios celulares han sido previamente inducidos.

El virus Sendai es un virus de la familia de los paramixovirus, que no se integra en el genoma de las células infectadas y produce afecciones respiratorias en ratones, pero no es patogénico en muchas otras especies animales. Este virus ha demostrado ser un fuerte inductor de respuestas antivirales en diferentes especies animales. La entrada de este virus en una célula estimula de una forma muy intensa los mecanismos antivirales y la expresión de determinados genes inflamatorios. En una publicación reciente3, nuestro equipo muestra que la infección con este virus Sendai promueve la actividad antiviral frente a lentivirus en macrófagos y otras células primarias ovinas, sin llegar a eliminarlas. Esta activación mejora la respuesta frente a determinados estímulos que vuelvan a activar la inmunidad innata, lo que podría estar estimulando la inmunidad entrenada y condicionando, a su vez, el desarrollo de respuestas adaptativas, así como la eliminación del agente invasor.

En ausencia de tratamientos y vacunas, los LVPR se controlan mediante la identificación precoz de los animales infectados y su separación o eliminación del rebaño. La respuesta humoral, que aparece aproximadamente un mes tras la infección, permanece detectable durante toda la vida del animal en la mayoría de los casos, aunque no es capaz de controlar la infección. La presencia de dichos anticuerpos en los animales infectados se evidencia mediante AGID o ELISA, siendo este último más sensible. Además, debido a la capacidad para integrarse en el genoma del hospedador, el virus puede ser detectado en los monocitos circulantes de la sangre mediante PCR en un porcentaje variable (en torno al 10%) de animales seronegativos, añadiendo valor a las estrategias diagnósticas. Sin embargo, la gran variabilidad genética y antigénica de los LVPR y el diseño rígido de los métodos comerciales hacen que ambas plataformas deban combinarse para detectar la mayoría de los animales infectados.

Durante más de 30 años, la evaluación de vacunas frente a los LVPR se ha centrado principalmente en el estudio de la respuesta adaptativa a través de experimentos de inmunización con multitud de estrategias diferentes. Debido a la naturaleza de la infección y de los virus que la causan, la inmunización empleando estrategias clásicas, a través de la administración de inóculos en forma de proteína viral en presencia de adyuvantes, da lugar a una exacerbación de la enfermedad. Estrategias más refinadas como las vacunas ADN, capaces de estimular tanto la rama humoral como la celular en ovejas y cabras, inducen una protección débil frente a la infección experimental con estirpes homólogas (del mismo genotipo). De nuevo, la amplia diversidad de estirpes y genotipos podría dificultar el desarrollo de estrategias de inmunización que protejan frente a todos los LVPR.

Por ello, la estimulación de respuestas de amplio espectro podría atajar el problema de la respuesta específica que se obtiene tras la presentación antigénica (respuesta adaptativa).

En este estudio proponemos una estrategia complementaria o alternativa estimulando la respuesta inmune innata ovina con un vector viral basado en el virus murino Sendai. Este vector expresa la proteína verde fluorescente (GFP) con la que hemos comprobado la infección total de diferentes tipos de células ovinas, sin que éstas vean afectada su viabilidad (Figura 2).

Figura 2. Infección de células ovinas con virus Sendai. La infección de células ovinas con virus Sendai que expresa la proteína verde fluorescente es efectiva (fotografía superior) e induce una activación inmunológica capaz de reducir la replicación de los LVPR (gráfica inferior).

Tras esta estimulación con virus Sendai, las células fueron infectadas con LVPR y su producción fue evaluada durante siete días, detectando una acusada disminución lentiviral.

La hipótesis más probable es que el virus Sendai sea capaz de reprogramar las células ovinas para alcanzar un estado de activación que dificulta la replicación de los LVPR. En concreto, las células infectadas de origen mieloide (macrófagos alveolares y macrófagos derivados de monocitos sanguíneos) expresan genes, conocidos como genes estimulados por interferón, tras la estimulación con virus Sendai. Entre ellos, destaca la estimulación de APOBEC3Z1, una proteína capaz de mutar el genoma de los lentivirus y evitar la integración en el ADN del hospedador. Además, tanto la resistencia a LVPR como las vías de activación fueron transferibles a células vecinas, a través del sobrenadante de cultivo, difundiendo así, de manera paracrina, la resistencia al resto de células adyacentes en el cultivo (Figura 3).

Figura 3. La restricción de LVPR puede transmitirse a células vecinas (efecto paracrino). 1: Células ovinas infectadas (macrófagos alveolares) con Sendai (SeV) que expresa la proteína verde fluorescente. 2: Transferencia del sobrenadante, que contiene interferón de tipo 1 (IFN), a células nuevas (fibroblastos de piel) no infectadas. 3: Infección de los fibroblastos estimulados con SeV con LVPR. 4: Restricción de los LVPR en las células cultivadas con sobrenadantes SeV+.

La activación del sistema innato por parte del virus Sendai también fue eficiente a la hora de reducir la replicación de los LVPR en células previamente infectadas, procedentes de animales infectados de manera natural, evidenciando así un papel terapéutico.

Para demostrar la inducción de respuestas de amplio espectro, comprobamos que la infectividad de un vector basado en el lentivirus humano VIH también estaba disminuida en las células ovinas tras la estimulación con virus Sendai.

Conclusiones

El éxito en la defensa frente a las infecciones está condicionado por la capacidad inicial de respuesta con la que cuentan casi todas las células de los organismos vivos, participando en la inmunidad innata frente a cualquier infección. La inmunidad innata, además, proporciona diferentes tipos de activación y determina en buena medida el destino de la respuesta adaptativa frente a los diferentes patógenos.

Presentando fragmentos de proteínas en su superficie, los macrófagos y las células dendríticas son capaces de conectar la respuesta innata con determinados linfocitos e impulsar la respuesta inmune adaptativa, que tiene capacidad de memoria a largo plazo y es más específica frente a patógenos concretos.

La capacidad del virus Sendai para llegar a un gran número de macrófagos ovinos podría usarse para diseñar virus recombinantes (conteniendo genes de lentivirus) con capacidad vacunal frente a los LVPR. El virus Sendai, además estimula la inmunidad innata en las células, y podría emplearse como estrategia para reducir la carga viral (y con ella el desarrollo de la enfermedad) en animales ya infectados, una situación muy habitual en nuestro país.

Bibliografía

Minguijón, E. et al. Small ruminant lentivirus infections and diseases. Vet. Microbiol. 181, 75–89 (2015).

Echeverría, I. et al. Multi-Platform Detection of Small Ruminant Lentivirus Antibodies and Provirus as Biomarkers of Production Losses. Front. Vet. Sci. 7, 182 (2020).

De Pablo-Maiso, L. et al. Sendai Virus, a Strong Inducer of Anti-Lentiviral State in Ovine Cells. Vaccines 8, 206 (2020).