Inmunosenescencia. Estudio de la timopoyesis en el anciano sano y análisis de las alteraciones, homeostáticas y centrales, implicadas en el deterioro inmunológico asociado a la edad
- Autores: Sara Ferrando-Martínez
- Directores de la Tesis: Manuel Leal Noval (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2010
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Rafael Solana Lara (presid.), Jerónimo Pachón Díaz (secret.), Maria Angeles Muñoz Fernandez (voc.), Juan Miguel Guerrero Montavez (voc.), Alejandro Vallejo Tiller (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
Recientes datos del INE indican que el porcentaje de personas mayores de 64 años va a continuar aumentando, esperando que constituya el 31.9% de la población total en 2049, aumentando la importancia del estudio de las causas de morbilidad en este grupo de edad. En este sentido, el aumento en la incidencia y prevalencia de enfermedades infecciosas (tanto víricas como bacterianas) en la tercera edad, acompañado de un aumento en la incidencia de enfermedades autoinmune y falta de respuesta a vacunas, indica que esta población sufre un deterioro inmunológico asociado a la edad. Este desgaste inmune, conocido como inmunosenescencia, está asociado a morbimortalidad y afecta tanto a la respuesta inmunológica innata como a la adaptativa. La importancia del estudio del envejecimiento del sistema inmune reside en que la prevención de dicho deterioro o su estimulación (rejuvenecimiento) podría traducirse en una disminución notable en las enfermedades infecciosas en el anciano y, por lo tanto, en un aumento en su calidad de vida.
El timo es el órgano linfoide crítico para la formación del sistema inmune. En el humano el timo sufre una atrofia progresiva y, durante años, se aceptó que el número de linfocitos en el anciano eran controlados por mecanismos exclusivamente periféricos. Sin embargo, recientes trabajos apuntaban que el timo adulto podría ser funcional. Debido a que la generación de novo de linfocitos T depende exclusivamente del timo, determinar el grado de funcionalidad de este órgano en el anciano y su papel en el mantenimiento de la población periférica de linfocitos vírgenes es de gran importancia para la comprensión de los procesos de inmunosenescencia. Además, en el anciano existe una situación de inflamación sistémica y un fallo en la defensa a contra infecciones bacterianas que parecía apuntar hacia un fallo en los neutrófilos. La posible relación existente entre los procesos de atrofia tímica (proceso central en los mecanismos descritos de inmunosenescencia) y el fallo del sistema inmune innato, sin embargo, no eran conocidos. En este ámbito, el primer artículo presentado en la presente tesis doctoral, analizando muestras simultáneas de tejido tímico y sangre periférica de ancianos sanos, muestra que el timo anciano sigue siendo funcional. Esta funcionalidad es muy heterogénea, mostrándose además que el grado función tímica presentada por los ancianos tiene un papel activo en el mantenimiento de las células vírgenes de sangre periférica. Además, mostramos una relación entre el fallo de función tímica y la neutrofilia en el anciano, proponiendo un esquema donde se determina las vías comunes entre el fallo de la respuesta innata y la adaptativa.
Durante el estudio de la integridad de los linfocitos de sangre periférica nos encontramos con dos grandes escollos: la heterogeneidad en el fenotipo utilizado para la determinación de los linfocitos vírgenes de sangre periférica y la falta de un protocolo útil de determinación de la función tímica en sangre periférica. Para definir a los linfocitos vírgenes se determina la expresión de la molécula CD45RA en superficie, marcador que está ampliamente aceptado. Sin embargo, las células terminalmente diferenciadas revertientes, que también expresan CD45RA, aunque son minoritarias hacen necesaria la utilización de un segundo receptor. Mayoritariamente se utilizan CCR7 y CD27, siendo el fenotipo triple (CD45RA+CCR7+CD27+) el más aceptado en la bibliografía. Sin embargo, las limitaciones técnicas hacen que se utilice solamente uno de los correceptores, siempre acompañado de la expresión de CD45RA. Sin embargo, la precisión de estos fenotipos dobles para la determinación de las células vírgenes necesitaba ser evaluado. El segundo trabajo presentado en la presente tesis doctoral analiza linfocitos vírgenes de sangre periférica de sanos jóvenes, sanos ancianos (inmunosenescencia cronológica) y pacientes infectados por VIH (inmunodeficiencia e inmunosenescencia prematura), mostrando los fenotipos CD45RA+CD27+ y CD45RA+CCR7+ son equivalentes para la descripción de los linfocitos vírgenes.
Para la determinación indirecta de función tímica a partir de muestras de sangre periférica la descripción de los círculos de escisión de los receptores de células T (TREC, T-cell Receptor Excision Circles) fue de gran importancia. Estos fragmentos de ADN circular episomal son liberados durante los procesos de reordenación génica que sufren los linfocitos durante el proceso de maduración tímica. Los fragmentos quedan en los linfocitos recién emigrados del timo y, como no tienen origen de replicación, los linfocitos que sean generados por proliferación en sangre periférica no serán portadores de TREC. La determinación de los TRECs, aunque muy útil y ampliamente utilizada durante años, se ve profundamente afectada por mecanismos periféricos de proliferación, no siendo una medida exacta ni aún en estado de reposo. Para superar esta limitación Dion et al. (2004) describieron una técnica para cuantificar dos tipos diferentes de TRECs (sj-beta TREC ratio). La relación entre estos dos TRECs cuantifica un paso de proliferación intratímica que refleja funcionalidad y, además, una vez en periferia es independiente de la proliferación. Sin embargo, la técnica originalmente descrita es excesivamente compleja y tediosa, necesitando grandes cantidades de muestra. El tercer trabajo presentado en la presente tesis doctoral describe una variación simplificada de esta técnica que permite, de forma sencilla y reproducible, determinar la función tímica a partir de muestras de sangre periférica. Además, validamos su uso como marcador indirecto de función tímica analizando muestras ex vivo de tejido tímico (estándar de oro para la determinación de función tímica).
Finalmente, pese a la importancia que tienen en la inmunosenescencia las células terminalmente diferenciadas (expansiones clonales dirigidas, mayoritariamente, por infecciones asintomáticas por CMV), la respuesta a patógenos nuevos en el anciano también está muy afectada. Nos planteamos que los linfocitos vírgenes (aquellos que todavía no han entrado en contacto con su antígeno específico, independientemente de que sean o no emigrantes tímicos recientes) podrían estar también sufriendo algún tipo de envejecimiento. En el cuarto trabajo de la presente tesis doctoral mostramos que los linfocitos vírgenes de una cohorte de ancianos están más activados, proliferan más y presentan un mayor porcentaje de marcadores de senescencia replicativa que los jóvenes. Además, estos linfocitos presentan menos TRECs (mostrando que tienen una mayor historia replicativa) y telómeros acortados. Todos estos resultados apuntan hacia un defecto proliferativo por agotamiento en los linfocitos vírgenes ancianos. Debido a que los linfocitos vírgenes, para iniciar una respuesta inmune completa, necesitan sufrir numerosas rondas de proliferación, la inmunosenescencia replicativa mostrada por los linfocitos de ancianos podría explicar, en gran parte, la incapacidad de los ancianos de responder a patógenos nuevos.
