Trasplante de células madre mesenquimales derivadas de médula ósea en el tratamiento de la fibrosis pulmonar experimental inducida por paracoccidioides brasiliensis

Abstract

RESUMEN: La paracoccidioidomicosis (PCM) es una micosis sistémica endémica producida por el hongo del género Paracoccidioides. Esta enfermedad tiene una progresión generalmente crónica y el órgano blanco es el pulmón, en el que se genera fibrosis pulmonar (FP) en más del 50% de los pacientes. Esta micosis es de gran importancia en América Latina, principalmente en Brasil, Colombia y Venezuela, en donde se estima que hay aproximadamente 10 millones de personas infectadas. El tratamiento de la FP en la PCM está basado en el uso de agentes anti-inflamatorios pero sin ningún éxito. Recientemente, terapias celulares basadas en células madre mesenquimales derivadas de médula ósea (BMMSCs), a nivel experimental, han sido efectivas en el tratamiento de la FP inducida por agentes químicos, gracias a su capacidad inmunomoduladora y regenerativa. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del trasplante de BMMSCs en el desarrollo de la FP en un modelo experimental de PCM pulmonar. En este modelo se utilizaron ratones BALB/c machos de 8 semanas de edad inoculados con 1.5x106 levaduras de P. brasiliensis vía intranasal; luego en la octava semana post-infección los ratones se trasplantaron vía intravenosa con 1x106 BMMSCs, las cuales se aislaron de fémur y tibias de ratones BALB/c hembras de 3 semanas de edad. Un grupo adicional de ratones se trató con itraconazol (ITC) dos semanas antes de la administración de las BMMSCs. En cada uno de los grupos experimentales los animales fueron sacrificados en la semana 12 pos-infección, y se obtuvieron los pulmones para evaluar los siguientes parámetros: subpoblaciones leucocitarias, carga fúngica, citoquinas y quimioquinas, número de fibrocitos, expresión de genes relacionados con la fibrosis, colágeno soluble y análisis histopatológico. Adicionalmente, cultivos de 5 fibroblastos humanos se trataron con sobrenadantes de homogeneizados de pulmón (SHP) de los ratones infectados y/o trasplantados para determinar la expresión de colágeno. Se observó que los ratones infectados con P. brasiliensis y trasplantados con BMMSCs tuvieron un aumento significativo en: i) carga fúngica; ii) recuento de neutrófilos, eosinófilos, macrófagos M2 y fibrocitos; iii) niveles de IL-6, IL-9, GM-CSF, CXCL1, CXCL9 y CCL5; iv) colágeno soluble; v) expresión de colágeno-3α1, TGF-ß 3, MMP-8 y MMP-15; y vi) respuesta inflamatoria in situ y fibrosis en comparación con los animales infectados y no trasplantados. Así mismo, en los animales infectados con el hongo y trasplantados con BMMSCs se observó disminución de i) macrófagos M1, linfocitos Th9, linfocitos Th17 y células Treg; ii) M-CSF y LIF; y iii) expresión aumentada de MMP-13 en comparación con los animales infectados y no trasplantados. Adicionalmente, luego del tratamiento con Itraconazol, se evidenció una disminución no solo de la carga fúngica sino también una disminución significativa de la respuesta inflamatoria exacerbada inducida por la administración de las BMMSCs, y una reducción de la expresión de los genes TIMP-1 y MMP-13. Finalmente, los fibroblastos humanos estimulados con SHP de ratones infectados y trasplantados con las BMMSCs mostraron una mayor expresión del gen que codifica para el colágeno 1. Los resultados de este trabajo, contrario a reportes previos en modelos de FP inducida por agentes no infecciosos, mostraron que el trasplante de BMMSCs exacerba el proceso fibrótico en los animales infectados con P. brasiliensis. Este fenómeno podría deberse al constante estímulo inflamatorio inducido por el hongo, que generaría una polarización de las BMMSCs hacia un perfil de células madre 6 mesenquimales tipo 1 (MSC1), caracterizadas por ejercer un patrón inflamatorio, a la amplificación de la inflamación local por el incremento de las citoquinas, quimioquinas y células inflamatorias, y finalmente a una posible interacción directa de las BMMSCs con el hongo. Este es el primer estudio enfocado en evaluar el efecto de una terapia celular basada en el uso de BMMSCs en una micosis de tipo crónico como la PCM. En el modelo experimental empleado, las BMMSCs no generaron un efecto inmunomodulador de tipo benéfico; sin embargo, es interesante indicar que la terapia combinada ITC/BMMSCs mostró resultados prometedores. Por lo tanto, el uso de BMMSCs bajo diferentes condiciones o en combinación con otros tratamientos (por ejemplo, ITC) abre la posibilidad de nuevos enfoques en la terapia de la FP en la PCM.