Search

Trabajo presentado en la 13ª Reunión de la Red Española de Bacterias Lácticas (RedBAL), celebrada en Madrid (España) del 17 al 18 de junio de 2019, El uso de probióticos o compuestos bacterianos se ha propuesto como un mecanismo para modular la respuesta inmune del hospedador y remodelar el microbioma humano. Sin embargo, actualmente existe una falta de información sobre las vías moleculares inducidas por las bacterias probióticas, o sobre la interacción entre los probióticos y el sistema inmunológico. Lactobacillus es un género del filo Firmicutes que incluye cepas probióticas y representativas de la microbiota gastrointestinal humana. Estudios independientes han demostrado las propiedades antiinflamatorias de diferentes cepas de Lactobacillus, aunque estamos lejos de comprender la interacción molecular subyacente. En este trabajo, demostramos que una administración diaria de 5e10 células viables de Lactobacillus acidophilus DSM 20079T (DSM20079) a lechones sanos produjo un aumento plasmático de la interleucina antinflamatoria IL10, disminuyendo, a su vez, la interleucina IL12 y la ratio proinflamatorio IL12 + TNF α / IL10. Además, las células mononucleares de sangre preriféricas (PBMCs) extraídas de estos lechones se volvieron menos reactivas contra el lipopolisacárido de Escherichia coli (LPS) y la fitohemaglutinina de Phaseolus vulgaris (PHA), cuando se ven afectadas por la cepa DSM20079. Se identificó la fracción proteica extracelular de DSM20079 como la responsable de esta modulación. El efecto tolerogénico ejercido por las proteínas extracelulares de esta cepa sugiere su uso potencial como coadyuvante para aplicaciones terapéuticas dirigidas a enfermedades inflamatorias crónicas., Este trabajo fue respaldado por el >Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Inovación Orientada a los Retos de la Sociedad> (AGL2016-78311- R); la Asociación Española Contra el Cáncer (>Obtención de péptidos bioactivos contra el Cáncer Colo-Rectal a partir de secuencias genéticas de microbiomas intestinales>, PS-2016).

Trabajo presentado en el 7th International Human Microbiome Congress, IHMC, celebrado en County Kerry (Irlanda) del 28 al 26 de junio de 2018, The human gastrointestinal tract (GIT) is a very complex ecosystem involving a continuous interaction between nutrients, host cells and microorganisms. Recently, we have discovered a new family of immunomodulatory peptides that are encrypted within the sequence of a precise extracellular protein, which is secreted by the lactic acid bacterium Lactobacillus plantarum (Patent WO 2013034795 A1) (1). The genetic information about commensal/probiotic bacteria and gut microbiomes that is present in public repositories is huge, with only a list of 10 million unique bacterial proteins available mainly from the METAHIT and HMP projects (http://gigadb.org/dataset/100064). Our aim is to explore these 10 million unique proteins to obtain information on encrypted peptides which might have immunomodulatory bioactivity on host cells. With this in mind we have developed the MAHMI (Mechanism of Action of the Human Microbiome) database, a unique resource that provides comprehensive information about the sequence of potential immunomodulatory and antiproliferative peptides encrypted in the proteins produced by the human gut microbiota. Fifteen peptides were chosen by its potential immunomodulatory bioactivity. Selected peptides were assayed in vitro at a final concentration of 10 µg/mL using monocyte derived cells (Mo-DCs). Our bioinformatics/in vitro methodology allowed selection of new inmunomodulatory peptides encrypted in the human intestinal bacteria metaproteome. HM14 signaled through an unknown receptor, and imprinted anti-inflammatory traits in immune cells as evidenced by RNASeq and flow cytometry. The mechanisms used by this kind of peptides may be useful for the treatment of inflammatory diseases

El campo de investigación de esta tesis es el envejecimiento del sistema inmunológico y sus efectos sobre el estado de salud y la calidad de vida de las personas de edad avanzada. Se sabe que el envejecimiento humano se caracteriza por cambios en el sistema inmune con un profundo impacto en el compartimiento de las células T, así como en la mayoría de células del sistema inmune innato e immunomediadores. Este deterioro progresivo conduce a una mayor incidencia o reactivación de las enfermedades infecciosas, así como al desarrollo de enfermedades autoinmunes y el cáncer. Esta respuesta inmune defectuosa también se manifiesta en una disminución de la capacidad de inducir memoria inmunológica a vacunas e infecciones, lo cual tiene un impacto clínico profundo. La senescencia del sistema inmune se puede producir no sólo por el envejecimiento fisiológico, sino también por diferentes enfermedades crónicas e infecciosas, como artritis reumatoide, aterosclerosis, deterioro cognitivo, infecciones por CMV o VIH... Intervenir para frenar el deterioro de la respuesta del sistema inmune podría mejorar la calidad de vida de los ancianos y de los jóvenes con patologías caracterizadas por inmunosenescencia. En este sentido, estrategias tales como el aumento de la actividad física y la ingesta de probióticos inmunomoduladores han sido evaluadas en nuestro laboratorio. De los numerosos resultados obtenidos a lo largo de estos años realizando la tesis doctoral podemos destacar: - La expresión de la molécula NKG2D en los linfocitos T CD4+ se encuentra significativamente elevada en los individuos ancianos respecto a los adultos jóvenes. Esta población celular presenta el fenotipo y las funciones típicas de las células altamente diferenciadas que han sufrido un gran número de divisiones. - La citocina IL-15 posee un efecto muy notorio sobre las células T CD4+, con gran capacidad de activar células CD28null, mucho más que sobre la población CD28+. La IL-15 aumenta la proliferación y la frecuencia de la población CD4+CD28null frente a la población CD4+CD28+. Además, la activación en las células CD4+CD28null está claramente inducida por la IL-15, como se puede comprobar por la expresión de diversos marcadores de activación y por el aumento de sus propiedades citotóxicas. También encontramos un aumento de la respuesta antígeno-específica tras el tratamiento con IL-15. - Existe una relación entre el envejecimiento, la seropositividad a CMV y los niveles de anticuerpos frente a CMV, que están claramente asociados con la frecuencia de las células T CD4+ específicas frente a CMV en ancianos. Además, tanto la seropositividad a CMV como el título de anticuerpos se relacionan con el grado de diferenciación de las células T CD4+ y con el perfil de riesgo inmunológico en ancianos. La capacidad in vivo en ancianos de responder a nuevos antígenos también se encuentra influenciada por la infección por CMV. - El envejecimiento del sistema inmune se relaciona con el declive funcional en ancianos. Existen diferencias significativas en la distribución y en el estado de diferenciación de las distintas poblaciones celulares, en la respuesta celular in vitro y a su capacidad de responder in vivo a la inmunización. Además, los ancianos con una peor capacidad funcional tienen los títulos de anticuerpos frente a CMV y la respuesta T específica frente al virus más altos que los individuos con una mejor capacidad funcional. - Los pacientes con insuficiencia cardiaca crónica (ICC) muestran un envejecimiento de su respuesta inmune adaptativa que se correlaciona con el estadio de la patología. Las concentraciones séricas de IL-6, una de las citocinas pro-inflamatorias más importantes, se relaciona con el desarrollo del proceso de inmunosenescencia en los pacientes con ICC. - Existe una asociación clara entre altos niveles de actividad física mantenidos a lo largo de toda la vida y el envejecimiento del sistema inmune, contrariamente a lo que cabría esperar. Los altos niveles de actividad física mantenidos a lo largo de muchos años se correlacionan con el estado de la respuesta inmune adaptativa. Esto puede afectar a la eficacia de la respuesta inmune en atletas, a su estado de salud y a su rendimiento deportivo, de gran importancia para estos individuos. - El consumo de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 8481 se relaciona con una mejora en el estado del sistema inmune en ancianos. El consumo de este probiótico podría favorecer el mantenimiento de una adecuada respuesta inmune, ralentizando el envejecimiento de las subpoblaciones de linfocitos T y aumentando el número de células inmaduras potencialmente respondedoras frente a nuevos antígenos.

This work was supported by Red de Investigación Renal (REDinREN), Spanish grant FIS PI080566 from Instituto ‘‘Carlos III’’ (European FEDER founds).

Background Exercise induces a series of changes on the immune system depending on their intensity and duration. 1 2 In fact, transient states of immunosuppression are induced after intense physical activity 3 and yet beneficial exercise anti-inflammatory effects have been described over many diseases and longevity. 1 Methods To study the impact of intense exercise for long periods of life on adaptive immunity at different ages we compared phenotypical and functional features of T lymphocytes of young (n=27) and elderly athletes (n=15) with young (n=30) and elderly non-athletes (n=30). We characterized leukocyte and lymphocyte subpopulations by flow cytometry and measured the T cell proliferation and activation response (CD69) against anti-CD3. We also studied the percentage of recent thymic emigrants (RTEs) by quantification of TREC by real-time PCR. Specific antibody titers against CMV were determined by ELISA. Results Leucopenia was found in both groups of athletes, mainly explained by low levels of neutrophils and lymphocytes. Exercise induced higher frequencies of NK, B lymphocytes and CD8+ T cells, whereas CD4+ T lymphocytes showed significant lower levels in the elderly athletes. Moreover, young athletes showed significant differences in all parameters that define the immune risk profile (IRP), with characteristics of an aging immune system, but we did not find differences between elderly groups. Less differentiated subsets of T lymphocytes were more frequents in non-athletes, with the exception of CD8+ T lymphocytes in young individuals. The analysis of TREC content in the elderly groups showed no significant difference in either the CD4+ or CD8+ T lymphocytes. In the young non-athletes group we observe an increase in the content of TREC in CD8+ T cells, but not in CD4+ T cells. Moreover, functional response of CD4+ and CD8+ T lymphocytes was significantly impaired only in young but no in elderly athletes. Conclusions Intensive training for long periods throughout life induces important phenotypical and functional changes on the adaptive immune response. These changes are most striking in young individuals and they damped with physiologic immune aging.