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Defensas contra infecciones ¿resistir o tolerar?

09 02 2018 > Estudio en aves silvestres revela las consecuencias de evolucionar diferentes estrategias de defensa contra un mismo parásito. Los hallazgos suponen una contribución de importancia para lograr un mayor entendimiento de los procesos epidemiológicos.

Las defensas contra infecciones han sido objeto de profusa investigación científica desde los orígenes del entendimiento racional de la enfermedad (fines del siglo XVIII). Hasta hace unos años, el foco del estudio de las defensas había recaído sobre los mecanismos de resistencia: los componentes del sistema inmune que impiden o reducen una infección (por ejemplo, los anticuerpos). Recién en la última década, ganó reconocimiento una manera distinta de defenderse contra las infecciones: la tolerancia.

Resistencia y tolerancia tienen objetivos diferentes. Mientras que la primera utiliza mecanismos que intentan reducir el éxito del patógeno, la tolerancia se concentra en el daño resultante de la infección, invirtiendo en procesos que procuren minimizarlo. Dilucidar estos mecanismos resulta indispensable para lograr un mejor entendimiento de los procesos implicados en la relación entre un patógeno y el organismo que infecta (el hospedador), lo cual es crucial para comprender acabadamente los procesos epidemiológicos.

La mayoría de los agentes que causan enfermedades transmisibles (sean virus, bacterias, hongos o parásitos macroscópicos) pueden infectar a más de una especie. Por eso existe un número creciente de enfermedades “zoonóticas”, es decir, aquellas que pueden transmitirse entre los animales y el ser humano. Teniendo en cuenta esto, es razonable pensar que si las defensas varían entre las distintas especies que pueden ser infectadas por un mismo agente, el resultado de la infección va a ser diferente dependiendo de la especie. Dicho resultado puede verse desde el punto de vista del patógeno: va a lograr más transmisión cuanto menor sea la resistencia; o desde el punto de vista del hospedador: menos se va a enfermar cuanto mejor sean la estrategia de defensa (ya sea por buena tolerancia o buena resistencia). Por consiguiente, en una población dada, mayor resistencia determina menos transmisión de la enfermedad, y mayor tolerancia menor padecimiento de los infectados. De lo anterior se desprende que para lograr un entendimiento detallado de la epidemiología de las enfermedades infecciosas y parasitarias es crucial conocer las estrategias de defensa que se ponen en juego cuando se enfrentan un patógeno y un hospedador.

En lo que respecta a enfermedades zoonóticas, se sabe que hay especies que se infectan con ciertos patógenos sin enfermarse, y a éstas las denominamos “reservorios”, ya que son la principal fuente de esas enfermedades. Como ejemplo local de esto puede citarse al ratón de campo como reservorio del virus Junín, agente de la Fiebre Hemorrágica Argentina. Sin embargo, no sabemos aún el porqué del comportamiento diferente de la infección en especies reservorios. Mayormente, las explicaciones ofrecidas han ido por el lado del patógeno, aduciendo que puede estar mejor adaptado a reservorios que a otras especies hospedadoras. No obstante, también puede hipotetizarse que los hospedadores reservorios estén empleando estrategias de defensa diferentes a las del resto de los hospedadores, basadas principalmente en la tolerancia.

Investigadores del CONICET pertenecientes al Laboratorio de Ecología de Enfermedades del Instituto de Ciencias Veterinarias del Litoral bucaron sumar evidencia para poner a prueba esta última hipótesis. Para ello, investigaron mediante tres estudios paralelos la relación entre una mosca parásita (Philornis torquans) y tres de sus más comunes especies hospedadoras: el benteveo, el espinero grande y el espinero chico. Este sistema compuesto de un parásito y múltiples hospedadores tiene bondades que lo convierten en ideal para realizar estudios epidemiológicos en la naturaleza, ya que el parásito sólo parasita pichones, lo que brinda la posibilidad de obtener datos detallados de individuos que están siempre en el mismo lugar y pueden ser visitados periódicamente, y a su vez es un parásito grande que no cambia de ubicación sobre el hospedador, haciendo posible realizar un seguimiento a nivel individual de cada parásito. En la provincia de Santa Fe, donde se realizó la investigación, el benteveo es el principal hospedador de estas larvas, siendo la especie que es parasitada con mayor frecuencia e intensidad. Muchas otras especies de aves son utilizadas por la mosca como hospedadores alternativos. El espinero grande y el espinero chico son de los hospedadores alternativos más comunes.

Los tres estudios se realizaron en bosques aledaños al Río Salado, relictos de la eco-región de El Espinal, en el centro de la provincia de Santa Fe. Un primer estudio buscó establecer el efecto de estos parásitos sobre cada especie estudiada, realizando extracción diaria de las larvas a la mitad de los pichones de una misma nidada, dejando como testigo para la comparación a los hermanos parasitados. Un segundo estudio paralelo siguió intensivamente a cientos de pichones, registrando cada 2 o 3 días, el crecimiento, la presencia de parásitos y realizándole análisis de sangre. Un tercer estudio obtuvo datos de crecimiento y supervivencia del parásito, monitoreando periódicamente larvas individuales desde su detección.

Esta investigación buscó primordialmente responder dos preguntas: 1) ¿Los hospedadores principales tienen diferentes estrategias de defensa que los alternativos?; y si así fuera, 2) ¿Cuáles son las consecuencias de que hayan evolucionado estrategias de defensa diferentes, tanto para los hospedadores como para el parásito?

Los hallazgos de estos estudios fueron publicados en el último número del International Journal for Parasitology (acceso al artículo: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002075191830016X)

Los resultados fueron contundentes. Las estrategias de defensa mostraron ser definitivamente contrastantes entre hospedadores, lo cual derivó en resultados claramente diferentes tanto para los hospedadores como para el parásito. El hospedador principal, el benteveo, mostró una estrategia de mucha tolerancia y nula resistencia, lo cual resultó en gran aporte de parásitos y mínimo impacto sobre su salud. Por el contrario, los hospedadores alternativos (ambos espineros) resistieron montando respuesta inflamatoria contra el parásito, pero las consecuencias fueron marcadamente diferentes porque en una especie la resistencia fue eficiente, y en la otra no. La respuesta inflamatoria en el espinero chico logró reducir en gran medida el éxito de las larvas, resultando esto en cargas parasitarias bajas en esta especie. El espinero grande, por otro lado, monta respuesta inflamatoria pero sin lograr mucha reducción en la carga parasitaria. Aunque la tolerancia era mayor en el espinero grande que en el chico (cada larva produce más daño en el último que en el primero), las mayores cargas parasitarias del espinero grande determinaron que la virulencia sea mayor en éste. La tolerancia probó ser una estrategia beneficiosa para el benteveo, ya que el parásito le causa poco impacto, pero como contrapartida son los hospedadores más escogidos por el parásito, convirtiéndose en su principal fuente de transmisión.

Estos resultados encierran una serie de implicancias que los convierten en una contribución muy importante para la epidemiología y la ecología de enfermedades. Las más salientes son las siguientes: 1) evolucionar diferentes estrategias de defensa resulta en consecuencias contrastantes, tanto para el parásito (distinta capacidad de transmisión) como para el hospedador (distintas virulencias). 2) En el sistema estudiado, el hospedador principal tiene una estrategia de defensa completamente diferente a la de los hospedadores alternativos. El hospedador principal invirtió mayormente en mecanismos para tolerar, los alternativos en resistencia. 3) La eficiencia de la resistencia fue muy distinta entre los hospedadores alternativos, determinando diferentes virulencias y éxito parasitario. Esto resalta la importancia de comenzar a considerar la eficiencia de las defensas (y no sólo su magnitud) como elemento clave en el estudio de la relación parásito-hospedador. 4) Si bien tradicionalmente el impacto de una infección (la virulencia) se le atribuye al patógeno, aquí quedó demostrado que las estrategias de defensa fueron grandes determinantes del resultado de la relación parásito-hospedador. Esto significa que las estrategias de defensa de los hospedadores son capaces de gobernar las dinámicas de los parásitos y la evolución de la virulencia.

Este el primer estudio de este tipo y arroja luz sobre aspectos íntimos de la relación parásito hospedador de mucha relevancia para nuestro entendimiento de la co-evolución de los patógenos y sus hospedadores, conocimiento directamente trasladable a campos importantes para la salud pública, como la epidemiología de las enfermedades zoonóticas emergentes. También revela que la tolerancia puede ser una alternativa eficiente para la defensa contra las infecciones, lo que supone implicancias para estrategias terapéuticas.

Acerca del Laboratorio de Ecología de Enfermedades (LEcEn)

El LEcEn, sito en la Facultad de Ciencias Veterinarias de la Universidad Nacional del Litoral (UNL), parte

del Instituto de Ciencias Veterinarias del LITORAL (UNL-CONICET), fue inaugurado el 2 de Septiembre de 2010. Está integrado por un grupo interdisciplinario compuesto por científicos provenientes de distintas ramas de la Ciencias Biológicas y Médicas (Veterinaria, Epidemiología, Inmunología, Biología molecular, Zoología y Ecología), todos ellos avocados al estudio de fenómenos de salud y enfermedad en la fauna.

Más información puede ser obtenida en: http://www.icivet.unl.edu.ar/lee.html

Fuente: http://www.fcv.unl.edu.ar

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