En la actualidad las enfermedades infecciosas constituyen uno de los principales problemas de salud pública a nivel nacional e internacional. La relevancia de estas patologías está relacionada al desarrollo de estados severos de los procesos infecciosos, como lo son la sepsis y el choque séptico. Estos estados implican la presencia de una infección que produce una respuesta sistémica en el hospedero, la cual sobrepasa los mecanismos de regulación del hospedero y puede conducir a daño en diversos órganos y sistemas
Los estados de sepsis y choque séptico pueden desarrollarse a partir de un proceso infeccioso de forma independiente al agente etiológico responsable de la infección. Esto está asociado a moléculas altamente inmunogénicas que forman parte de distintas estructuras bacterianas, ejemplo de esto son los componentes de las membranas bacterianas como lo son los lipopolisacáridos (LPS) de las bacterias Gram negativas. La alta capacidad inmunógena de estas moléculas está asociada a la presencia de receptores en el hospedero, los cuales reconocen estas moléculas de forma muy eficiente y favorecen el desarrollo de la respuesta inmune en el hospedero. Estos receptores forman parte del sistema inmune innato, y en su conjunto se conocen como Receptores de Reconocimiento de Patrones. En el caso particular de los LPS, estos son reconocidos por el Receptor tipo-Toll 4 (TLR4). El reconocimiento de los LPS por TLR depende de la formación de diversos complejos lipoprotéicos, cuyo paso final conlleva la dimerización y activación de TLR4.
Este proceso involucra la participación de proteínas de unión a LPS, entre las cuales ahora proponemos a la proteína CETPI descrita originalmente en nuestro laboratorio, como nuevo integrante de este grupo. Una vez que se forman los complejos LPS/proteína, estos pueden interactuar con la proteína CD14 para formar un complejo LPS-proteína-CD14. Finalmente, este complejo interactua con el complejo del receptor TLR4 y el correceptor MD2, lo que permite que la dimerización de TLR4 y por tanto su activación. La activación de TLR4 favorece diversas vías involucradas en el inicio del desarrollo de la respuesta inflamatoria, las cuales favorecen la migración de células inmunes, producción y liberación de citocinas pro-inflamatorias.
La isoforma de la proteína de transferencia de colesterol-éster (CETPI) corresponde a una nueva proteína expresada en células intestinales y presente en el plasma de sujetos sanos. CETPI presenta una diferencia estructural importante en el segmento C-terminal en comparación con CETP, que da como resultado la capacidad de unir y neutralizar lipopolisacáridos (LPS) en lugar de ésteres de colesterol. Estudios in vitro que emplean el péptido VSAK derivado del carboxilo terminal de CETPI, muestra protección contra los efectos citotóxicos de los lipopolisacáridos en macrófagos y prevención del estrés oxidativo. Además, experimentación in vivo muestra que la administración del péptido VSAK en un modelo de choque séptico en animales de experimentación confiere protección contra LPS.
En un grupo de pacientes de cuidados intensivos que presentan signos de sepsis y choque séptico, y voluntarios sanos analizaremos la concentración plasmática y la expresión de CETP, CETPI y una serie de citocinas, aunado al análisis de la actividad proteolítica y la aparición del péptido VSAK en el plasma de todos los grupos. Además, la correlación entre el nivel de CETPI y péptido VSAK y su correlación con TLR4, CD16 y NF?B se estudiarán in vitro.
Por otro lado, mediante estudios de microPET hemos determinado in vivo que la administración de LPS a animales de experimentación, produce una disminución de la captación de glucosa en diversos órganos. También pudimos observar que mucha de esta glucosa que no puede ser captada por los tejidos periféricos se acumula en los riñones por el proceso de recaptura. Este efecto puede estar relacionado con la aparición de un estado de resistencia a la insulina, el cual se puede asociar con un incremento en el nivel plasmático de insulina presentado por estos animales a pesar de que mostraban un incremento en el nivel plasmático de glucosa
Los resultados que hemos obtenido hasta ahora confirman el efecto neutralizador del péptido VSAK ante los efectos producidos por los LPS. Por lo que el siguiente paso es desarrollar la siguiente estrategia para el uso terapéutico del péptido VSAK en el humano.
La proteína CETPI (isoforma de la proteína transferidora de esteres de colesterol), recientemente identificada por nuestro grupo de investigación, exclusivamente sintetizada en el intestino delgado y presente en plasma, presenta la capacidad de interaccionar con lopopolisacáridos bacteriano. La diferencia entre CETPI y CETP reside en el extremo carboxilo terminal, ya que el carboxilo terminal de CETPI presenta una estructura desordenada con un alto contenido de aminoácidos cargados positivamente. Los resultados de estudios in vitro, en los cuales se ha observado que CETPI previene la citotoxicidad y la producción de especies reactivas de oxígeno inducidas por LPS en macrófagos, así como in vivo utilizando tomografía de emisión de positrones (PET), sugieren un papel importante de esta proteína en la fisiopatología de sepsis y choque séptico. De esta forma, en el proyecto que se presenta, se continua con el estudio a la proteína CETPI desde una perspectiva funcional y estructural para comprender mejor como su presencia pude interferir positivamente con los niveles de lipopolisacáridos y el microambiente de citocinas presentes en muestras de plasma de sujetos sanos y pacientes con infección, sepsis y choque séptico. Estos aspectos serán de importancia para definir a CETPI y al péptido VSAK derivado de su segmento corboxilo-terminal, no solamente como moléculas marcadoras de la gravedad de los pacientes en condición de sepsis y de choque séptico, sino que también abrirán la posibilidad de considerar al péptido VSAK como buen candidato en el tratamiento de estos pacientes en la propia Unidad de Cuidados Intensivos.
Solicitud de patente internacional PCT/MX2014/00087
Péptidos derivados del dominio C-terminal de CETPI como moléculas bloqueadoras del efecto citotóxico inducido por lipopolisacáridos en septicemia y choque séptico
Inventores: Jaime Mas Oliva, Victor García González, Nadia Gutiérrez Quintanar.
Titular: Universidad Nacional Autónoma de México