Avances en las investigaciones sobre microorganismos causantes de neumonía

Dra. Susan Bueno del Departamento de Genética Molecular y Microbiología UC, publica recientemente investigaciones en Cell Reports, Clinical Microbiology Reviews y Journal of Clinical Investigations Insights.

La neumonía es una infección pulmonar microbiana – bacteria o virus -, que produce una respuesta inflamatoria que afecta gravemente la función de intercambio de gases (adquirir O2 y eliminar CO2) de este órgano vital. El grupo etario más susceptible a estas infecciones son niños y ancianos. En el primer caso porque sus vías áreas están en pleno desarrollo; mientras que en el segundo porque se observan serios casos de infección por inflamación debido a cambios en el sistema inmunológico.

La Dra. Bueno, académica de la Facultad de Ciencias Biológicas UC e investigadora del Instituto Milenio en Inmunología e Inmunoterapia (IMII), estudia los mecanismos moleculares para prevenir una inflamación excesiva en el pulmón causada por infecciones bacterianas o virales. Su trabajo con bacterias respiratorias lo ha realizado en colaboración con la Dra. Alice Prince de Columbia University Medical Center (CUMC), Nueva York, Estados Unidos. “Hemos conseguido publicaciones importantes con resultados obtenidos en ambos laboratorios por el estudiante de doctorado Hernán Peñaloza, quien está actualmente realizando una estadía en CUMC. Sus resultados nos han permitido obtener información relevante respecto a bacterias causantes de infecciones respiratorias, específicamente inflamación pulmonar”, explica.

Si bien ambos laboratorios están abocados a identificar procesos inflamatorios que darían cuenta de la severidad de la inflamación, la Dra. Bueno busca generar mecanismos de diagnósticos que permitan al personal clínico determinar si está frente a una enfermedad respiratoria moderada o severa. “En la actualidad, una bacteria respiratoria se trata con antibióticos, pero no te sirve eliminar al microorganismo únicamente, sino que también es necesario apagar la respuesta inflamatoria para no producir daño al pulmón”, señala. Asimismo, para prevenir la inflamación excesiva se emplean corticoides, pero este tipo de drogas de amplio espectro sobre el sistema inmune provoca efectos adversos. La identificación de nuevas moléculas para tratar la infección bacteriana permitirá identificar blancos específicos y no apagar completamente el sistema inmune, como lo hacen los corticoides. El artículo “Necroptosis Promotes Staphylococcus aureus Clearance by Inhibiting Excessive Inflammatory Signaling”publicada en la revista Cell Reports presenta la investigación sobre los mecanismos del sistema inmune que limitan la inflamación producida por la infección pulmonar y de piel con Staphylococcus aureus, mientras que el artículo“Acquired resistance to immune clearance promotes Klebsiella pneumoniae ST258 infection” describe los mecanismos moleculares de virulencia de la bacteria respiratoria Klebsiella pneumoniae, que a su vez es multi-resistente a antibióticos.

La segunda área de investigación de la Dra. Bueno se relaciona con la neumonía causada por virus en niños menores de un año. El trabajo, realizado en colaboración con otros investigadores del IMII, utiliza como modelo de estudio el Metapneumovirus humano. Al igual que su estudio con patógenos bacterianos, la investigadora identifica los marcadores moleculares que darían cuenta de la inflamación excesiva a nivel del pulmón causada por la infección con este virus.

El artículo “Modulation of Host Immunity by the Human Metapneumovirus” publicado en Clinical Microbiology Reviews es una revisión sobre la respuesta inmune generada por este microorganismo. En términos de mecanismos moleculares, el metapneumovirus modula una respuesta inmune ineficiente a la hora de eliminar el patógeno, que desencadena una reacción inflamatoria exagerada y provoca daño pulmonar. Por ejemplo, en el caso de las personas que tienen predisposición para asma, la infección por este tipo de virus es dañina porque produce una respuesta inflamatoria muy exacerbada. La Dra. Bueno investiga las moléculas que se están produciendo en exceso durante la infección para atacarlas y reducirlas independientemente del virus. Esta información fue incluida en la revisión publicada en una de las revistas de la American Society for Microbiology con más alto impacto. Adicionalmente, una de las imágenes generadas para el artículo por el Dr. Pablo Céspedes, primer autor del artículo y quien desarrolló su entrenamiento postdoctoral en el laboratorio de la Dra. Bueno, fue elegida para la portada de la edición de Octubre 2016 de Clinical Microbiology Reviews.

Perspectivas y pruebas clínicas

Las perspectivas de estos estudios serán identificar marcadores específicos de cada tipo microorganismo que causan infección respiratoria, a fin de generar mejores métodos de diagnóstico. “Tenemos una colaboración con médicos pediatras e infectólogos de la Facultad de Medicina UC, de la Red de Salud UC y del Complejo Asistencial Dr. Sótero del Río, con quienes estamos haciendo un estudio para identificar nuevos métodos de diagnóstico de patógenos respiratorios, así como la evaluación de citoquinas que están elevadas a nivel del tracto respiratorio de personas infectadas. La colaboración ha permitido reclutar varios pacientes, particularmente niños, y se está trabajando en identificar el tipo de microorganismo causante de la infección y el patrón de las citoquinas inflamatorias que serían las moduladoras de la inflamación en el pulmón”. Estos estudios permitirán identificar, a nivel de consulta médica, el tipo de microorganismo patógeno causante de la neumonía y su severidad. Estos proyectos han sido financiados por el Consorcio Tecnológico en Biomedicina Clínico-Molecular (BMRC), el Instituto Milenio en Inmunología e Inmunoterapia, CORFO-INNOVA y FONDECYT.

Referencias

• Kitur K, Wachtel S, Brown A, Wickersham M, Paulino F, Peñaloza HF, Soong G, Bueno S, Parker D & Prince A (2016) Necroptosis Promotes Staphylococcus aureus Clearance by Inhibiting Excessive Inflammatory Signaling. Cell Reports. Aug 23;16(8):2219-30. doi: 10.1016/j.celrep.2016.07.039.
• Céspedes P, Palavecino C, Kalergis A & Bueno S (2016) Modulation of Host Immunity by the Human Metapneumovirus. Clinical Microbiology Reviews. October 2016 vol. 29 no. 4 . doi: 10.1128/CMR.00081-15. (Cover Image at http://cmr.asm.org/content/29/4.cover-expansion)
• Ahn D, Peñaloza H, Wang Z, Wickersham M, Parker D, Patel P, Koller A, Chen E, Bueno S, Uhlemann A, Prince A (2016). Acquired resistance to immune clearance promotes Klebsiella pneumoniae ST258 infection. Journal of Clinical Investigations Insights, in press.

Información periodística
Jade Rivera Rossi, jrivera@bio.puc.cl