Vitamina D e Lehismaniosi
La progressione della leishmaniosi canina è associata alla carenza di vitamina D.
A. Rodriguez-Cortes , # 1 C. Martori , # 1 A. Martinez-Florez , 1 A. Clop , 2 M. Amills , 2 J. Kubejko , 2 J. Llull , 3 J. M. Nadal , 3 e J. Alberola
La leishmaniosi viscerale (VL) è una malattia trascurata provocata da protozoi parassiti del genere Leishmania . Principalmente trovato nelle aree subtropicali dell'Asia e dell'Africa, dell'America Latina e del bacino del Mediterraneo, VL può essere fatale se non trattata. Ogni anno vengono attribuite a VL 20.000 morti umane ( http://www.who.int/leishmaniasis/en/ ). Il cane è il principale serbatoio peri-domestico dell'agente eziologico, il protozoo L. infantum e condivide molte caratteristiche clinico-patologiche con la malattia umana 1 . La maggior parte degli esseri umani e dei cani infettati da Leishmania mostra un'infezione asintomatica, con solo il 5-20% dei casi che sviluppa la patologia pervia in un periodo di tempo variabile 2 , 3. Sebbene i meccanismi che regolano l'esito finale dell'infezione rimangano sconosciuti, le attuali conoscenze suggeriscono che le risposte protettive sono associate all'attivazione di una specifica immunità cellulo-mediata e ad una risposta immunitaria Th1-proinfiammatoria 4 . Studi recenti dimostrano che le cellule Th17 agiscono in sinergia con la popolazione Th1 per controllare la crescita di L. infantum . L'interleuchina (IL) -17 A modula alcune citochine regolatrici chiave tra cui IL-10 e sostiene la produzione di IFN-γ da parte delle cellule Th1 nei siti di infiammazione 5 . La malattia attiva, tuttavia, è stata collegata ad alti livelli di anticorpi e ad una risposta immunitaria Th2-disattivante progressiva in presenza di una forte reazione infiammatoria 6. Prove crescenti suggeriscono che il sistema immunitario innato potrebbe svolgere un ruolo rilevante promuovendo la risposta infiammatoria appropriata contro l'invasione parassitaria 7 .
La vitamina D è il precursore del potente ormone steroideo calcitriolo. Oltre ai suoi effetti ben descritti sull'omeostasi del calcio e del fosfato, diversi studi suggeriscono fortemente che la vitamina D ha un forte ruolo immunomodulatore innescato dal suo legame al recettore della vitamina D (VDR), che è espresso in diverse cellule presentanti l'antigene come monociti, macrofagi e cellule dendritiche 8 , 9 . I meccanismi attraverso i quali la vitamina D modula la funzione immunitaria sono stati studiati in diversi contesti che coinvolgono più patogeni. Uno dei meccanismi più profondamente indagati riguarda l'asse della bassa esposizione alla luce solare, la carenza di vitamina D e la tubercolosi, oggetto di studio da oltre un secolo 10. Inoltre, è ormai noto che la vitamina D rafforza il sistema immunitario innato inducendo l'espressione di peptidi antimicrobici, come catelicidina e β-defensina, nei macrofagi umani infettati da Mycobacterium tuberculosis 11 . Questi peptidi svolgono diverse funzioni antimicrobiche agendo direttamente sulla parete batterica 12 , aumentando la formazione di specie reattive dell'ossigeno, modulando l'espressione delle citochine 13 e inducendo l'autofagia, che è un altro meccanismo effettore antimicrobico rilevante 14 . Studi recenti hanno dimostrato un effetto diretto della vitamina D sui linfociti T e B, dove riduce la produzione di citochine proinfiammatorie Th1 e Th17 derivate 15 , 16, Differenziazione delle cellule B e secrezione di IgG 17 . La vitamina D è stato collegato anche come fattore di rischio di una pletora di malattie autoimmuni, il diabete, il cancro e le diverse condizioni infettive come la toxoplasmosi, l'influenza, la malaria e sindrome da immunodeficienza acquisita 18 - 23 . È interessante notare che uno studio trasversale recente condotto in Etiopia ha mostrato che più della metà dei pazienti pediatrici VL aveva carenza di vitamina D
In ogni caso, indipendentemente da quale scenario sia più plausibile, poiché la vitamina D ha un effetto diretto sulla risposta immunitaria innata e adattativa, una carenza di vitamina D, con pochi dubbi, avrebbe gravi conseguenze immunologiche durante il corso di CanL. L'attivazione dei recettori Toll-like (TLR), una famiglia di recettori del sistema immunitario innato, innesca una risposta antimicrobica mediata dalla vitamina D.Infatti , l'espressione di VDR e CYP27B1 è sovraregolata in risposta all'attivazione di TLR-2 di macrofagi umani dagli antigeni del Mycobacterium tuberculosis 11 . L'attivazione di TLR-2 in presenza di vitamina D aumenta l'espressione dei geni dell'immunità bersaglio, come il peptide antimicrobico catelicidina e la β-defensina 445 . Nel contestodell'infezione daLeishmania, i lipofosfoglicani e il regolatore 2 dell'informazione silente della proteina citosolica diL. infantumattivano TLR-2 nelle cellule presentanti l'antigene. Inoltre, il peptide BMAP-28 - un membro della famiglia delle catelicidine - ha dimostratoeffettianti-Leishmaniae proprietà immunomodulatriciincolturein vitro 46 , 47 . Questi risultati sosterrebbero l'ipotesi di un ruolo benefico della vitamina D nell'immunità innata contro l'infezione daLeishmania. Inoltre, la vitamina D esercita anche il suo ruolo immunomodulatore modellando le risposte dei linfociti B e T. Esposizione di cellule B umane a 1,25 (OH)2D inibisce la loro proliferazione, la secrezione di IgG e la generazione di cellule B della memoria e induce l'apoptosi delle cellule B 17 . Sebbene siano necessari ulteriori studi per dimostrare il ruolo della vitamina D sull'immunità delle cellule B canine, i nostri risultati sembrano concordare con questo risultato, il che potrebbe spiegare la forte correlazione inversa tra vitamina D e livelli di anticorpi anti- Leishmania rilevati in questo lavoro (Fig. 2B). D'altra parte, ci sono diversi studi che indagano la relazione tra vitamina D e risposta immunitaria delle cellule T durante il corso dell'infezione da Leishmania . Tuttavia, questi studi si sono concentrati sulla forma cutanea in un modello di roditore e, inoltre, hanno prodotto risultati discrepanti 32 , 34 , 48 . La nostra analisi non ha mostrato alcuna associazione tra la produzione di IFN-γ o IL-10 specifico per Leishmania e i livelli di vitamina D. Come abbiamo evidenziato sopra, la funzione della vitamina D potrebbe essere correlata alla risposta immunitaria innata piuttosto che all'immunità adattativa.
Sorprendentemente, entrambi i livelli di LST e IFN-γ hanno mostrato una correlazione negativa con la progressione della leishmaniosi (segni clinici, sierologia e carico di parassiti del sangue). Questi risultati sono in linea con l'importanza che la risposta immunitaria Th1 ha nel controllo di questa malattia 4 . Inoltre, il nostro studio trova una correlazione positiva tra la produzione di IFN-γ e la reazione LST suggerendo che un risultato LST potrebbe essere un marker dello stato IFN-γ. Esistono pochi e scarsamente standardizzati test che valutano le risposte immunitarie mediate dalle cellule T nei cani 49 . Mentre le tecniche basate sulla rilevazione dei livelli di IFN-γ possono rappresentare una tecnica costosa e che richiede tempo, il test LST potrebbe essere uno strumento adattato sul campo per la valutazione della Leishmania-immunità cellulo-mediata specifica negli studi epidemiologici e sui vaccini.
La vitamina D attiva il fattore di trascrizione VDR, che a sua volta modula l'espressione di diversi geni chiave coinvolti nella risposta immunitaria 50 . Per questo motivo, la variazione genetica in gene VDR che cambia la sua affinità di legame, attività o livelli di proteine può influenzare l'efficienza immunologica della vitamina D.Inoltre, esperimenti sui topi in vitro e knock-out hanno collegato la VDR alla resistenza all'infezione maggiore di Leishmania 32 . Infatti, le varianti genetiche nel gene VDR sono state anche associate ad un aumentato rischio di cardiomiopatia cronica chagasica 51 , gravità della malaria 52 , tubercolosi 53e alcune malattie autoimmuni 54 , 55 . I nostri risultati hanno mostrato che i quattro polimorfismi VDR mostrano frequenze simili nei gruppi di cani non infetti, asintomatici e sintomatici (Tabella 3) e non è stata osservata alcuna associazione genetica tra questi SNP e lo stato di malattia / infezione (Tabella 4). I 4 SNP che abbiamo studiato si estendono su un segmento genomico di 10 kb che comprende dall'introne 3 all'introne 7 del trascritto VDR ENSCAFT00000014506. Si prevede che questi SNP siano sinonimi o intronici e non dovrebbero alterare la funzione delle proteine. Sono stati selezionati come marker per identificare qualsiasi potenziale polimorfismo funzionale e causale che influisce sulla funzione VDR. Inoltre, due delle nostre varianti erano presenti a basse frequenze alleliche nella nostra popolazione e questo avrebbe potuto comportare un basso potere statistico per rilevare un'associazione genetica data la piccola dimensione del campione del nostro studio. Tuttavia, il gene VDR canino ha 10 esoni e si estende su una regione lunga 58 kb, quindi non possiamo escludere l'ipotesi che altre varianti genetiche altrove nel VDRinfluenza la funzione o l'attività di VDR e, in ultima analisi, influisce sulla suscettibilità all'infezione da CanL. Inoltre, uno studio più completo che coinvolge geni aggiuntivi dal percorso della vitamina D come il CYP2R1 , che converte la vitamina D in 25 (OH) D, fornirebbe una comprensione più profonda della relazione tra la suscettibilità genetica a CanL e il metabolismo della vitamina D. Studi più ampi che coinvolgono più individui e una maggiore densità di varianti genetiche aumenterebbero la capacità di rilevare associazioni genetiche nel percorso della vitamina D alla suscettibilità CanL.
In sintesi, segnaliamo che la progressione del VL è fortemente associata alla carenza di vitamina D nei cani. I nostri risultati suggeriscono che il percorso della vitamina D possa essere coinvolto nella risposta immunitaria contro la Leishmania e che questo possa influenzare la suscettibilità a soffrire della malattia. Un obiettivo futuro potrebbe essere quello di indagare se l'integrazione di vitamina D può mitigare i sintomi e la progressione di questa malattia nei cani infetti. L'integrazione di vitamina D potrebbe essere una strategia conveniente e fattibile da utilizzare sia come terapia adiuvante che per proteggere contro la malattia.
