Una investigación encabezada por la Universidad CEU San Pablo, en la que también ha intervenido el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), concluye que el sistema inmunitario reacciona de forma muy diferente cuando virus y bacterias invaden al mismo tiempo el organismo, en comparación con lo que sucede si la infección se produce en etapas sucesivas.
El equipo ha estudiado cómo responden los macrófagos, células clave de la defensa inmunitaria, ante la infección por el virus de la gripe (Influenza A) y la bacteria “Streptococcus pneumoniae”, una de las principales responsables de neumonía bacteriana tras la gripe. El trabajo, difundido en “Frontiers in Immunology”, confirma que la secuencia en la que actúan los patógenos determina qué microorganismo acaba imponiéndose en la respuesta del sistema inmunitario.
En los escenarios en los que virus y bacterias invaden al mismo tiempo (coinfección), los macrófagos ponen en marcha un programa inflamatorio muy parecido al que provoca la bacteria cuando actúa sola. En este contexto, la señal bacteriana se impone y desencadena una intensa activación de rutas inflamatorias dependientes de NF-kB.
Por el contrario, cuando la infección se desarrolla de manera escalonada (superinfección), con una primera fase dominada por el virus y una segunda por la bacteria, los macrófagos llegan a ese segundo encuentro ya “programados” por el virus. En estas condiciones, es la señal viral la que marca la pauta y condiciona la reacción posterior frente a la bacteria.
Este proceso de “primado viral” modifica el funcionamiento de los macrófagos y puede potenciar respuestas inflamatorias vinculadas al daño pulmonar y a complicaciones respiratorias. Los hallazgos contribuyen a entender por qué las infecciones bacterianas secundarias tras la gripe pueden presentar cuadros especialmente severos y subrayan la necesidad de valorar no solo qué patógenos están implicados, sino también en qué orden infectan al huésped.
Los autores apuntan que desentrañar cómo se reprograma la respuesta de los macrófagos durante las coinfecciones podría servir de base para diseñar nuevas estrategias terapéuticas destinadas a prevenir o tratar complicaciones respiratorias asociadas a la gripe.
“En los modelos de coinfección simultánea, los macrófagos son rápidamente reprogramados por 'S. pneumoniae', que consigue desviar su actividad hacia rutas antibacterianas. En cambio, cuando el virus infecta primero, y la bacteria un tiempo después, los macrófagos quedan 'marcados' por una impronta antiviral generada por la interacción inicial con el virus, lo que altera su respuesta posterior frente a la bacteria y modifica el curso inflamatorio”, explica Jordi Cano, director de la Unidad de Inmunidad de Trasplantes en el Centro Nacional de Microbiología del ISCIII, que ha coordinado el estudio junto a Javier Sanz Herrero y Estanislao Nistal Villán, ambos del CEU.
Esta divergencia funcional, observada mediante el análisis de perfiles transcripcionales y de la respuesta inmunitaria a través de la secreción de citoquinas, aporta claves adicionales para entender por qué ciertas combinaciones de gripe y neumococo derivan en cuadros especialmente graves, mientras que otras evolucionan con trayectorias clínicas distintas.
Para reforzar sus conclusiones, los investigadores replicaron los experimentos en macrófagos derivados de cerdo, un modelo de interés porque estos animales desarrollan una patología respiratoria muy parecida a la humana cuando se infectan con virus de gripe porcina y con la bacteria “Streptococcus suis”, un patógeno estrechamente emparentado con “S. pneumoniae”.
El empleo del modelo porcino permitió comparar el impacto de las coinfecciones según la cepa de virus o el serotipo de “S. suis”. La coherencia de los resultados indica que los mecanismos descritos podrían manifestarse de forma similar en distintas especies afectadas por la gripe.
La edad, un factor clave en la respuesta
El trabajo también analiza cómo la edad modula la respuesta de los macrófagos frente a estas coinfecciones, un aspecto relevante porque el impacto clínico de estas combinaciones difiere entre niños, adultos y personas mayores.
Los científicos evaluaron macrófagos procedentes de ratones jóvenes (1 semana), adultos (12 semanas) y de mayor edad (40 semanas). Los datos obtenidos muestran una marcada variabilidad en la respuesta entre los distintos tipos de macrófagos y confirman que dicha respuesta también cambia en función de si la infección se produce de manera simultánea o secuencial, señalan Estanislao Nistal y Javier Arranz, del Grupo de Virología e Inmunidad Innata del Departamento de Ciencias de la Salud de la Facultad de Farmacia de la Universidad CEU San Pablo.
La investigación ha contado con la colaboración de otras instituciones nacionales e internacionales, entre ellas el grupo de la doctora Yolanda Revilla (Centro de Biología Molecular Severo Ochoa-CSIC), la doctora Elena Pinelli (Centro de Control de Enfermedades Infecciosas, Instituto Nacional de Salud Pública y Medio Ambiente de Bilthoven, en Países Bajos) y el equipo del doctor Adolfo García Sastre (Departamento de Microbiología, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, en Nueva York, EEUU).