Sistema de defensa antimicrobiana del tracto respiratorio

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El sistema de defensa antimicrobiana del tracto respiratorio es un mecanismo de defensa en capas que se basa en componentes del sistema inmunitario innato y adaptativo para proteger los pulmones y el resto del tracto respiratorio contra los microorganismos inhalados.

En la primera línea de defensa, las bacterias inhaladas quedan atrapadas por el moco y son arrastradas hacia la faringe y son tragadas.[1]​ Las bacterias que penetran en la capa mucosa se tratan con una segunda línea de defensa que incluye péptidos antimicrobianos que son secretados por el epitelio superficial del tracto respiratorio que mata muchas cepas de bacterias.[2]​ Esas bacterias que son resistentes a los péptidos antimicrobianos son destruidas por una variedad de especies reactivas de oxígeno producidas por los fagocitos. En una tercera línea de defensa y como último recurso, las infecciones bacterianas persistentes que escapan del sistema inmune innato son eliminadas por el sistema inmune adaptativo.

Lactoferrina[editar]

La lactoferrina (LF) es una proteína multifuncional que es una parte esencial del sistema de defensa antimicrobiana del tracto respiratorio.[3]​ La proteólisis de LF produce los péptidos pequeños lactoferricina y kaliocina-1, ambos con actividad antimicrobiana.[4]​

Diagrama esquemático del sistema de defensa antimicrobiana del tracto respiratorio.

Especies reactivas de oxígeno, compuestos oxigenados[editar]

Los fagocitos poseen un complejo de enzima NADPH oxidasa que produce superóxido.[5]​ Otras células en el tracto respiratorio también producen superóxido y peróxido de hidrógeno a través de la actividad de las proteínas duales de la oxidasa 2, también conocidas como Duox2.[6]​[7]​

El superóxido generado por estos complejos enzimáticos se dismuta en peróxido de hidrógeno que a su vez es utilizado por la mieloperoxidasa para producir ácido hipocloroso bactericida.[8]​ Además, las glándulas submucosas del tracto respiratorio secretan mieloperoxidasa y lactoperoxidasa (LPO)[9]​ que cataliza la oxidación del tiocianato y desintoxica el peróxido de hidrógeno o ROS al hipotiocianito antimicrobiano.[10]​[11]​

Los compuestos oxigenados producidos por el sistema de lactoperoxidasa no atacan el ADN y no son mutagénicos y se sabe que son seguros.[12]​ El hipotiocianito generado a través de esta vía muestra una actividad bactericida de amplio espectro que incluye una potente acción antibacteriana en H. pylori.[13]​

Fibrosis quística[editar]

La secreción de tiocianato[14]​ en pacientes con fibrosis quística se reduce, lo que da como resultado una producción reducida del hipotiocianito antimicrobiano y, en consecuencia, contribuye a un mayor riesgo de infección de las vías respiratorias.[15]​[16]​

Aplicaciones terapéuticas[editar]

La EMEA y la FDA han otorgado el estatus de medicamento huérfano a la lactoferrina con hipotiocianito para el tratamiento de la fibrosis quística.[17]​[18]​

Referencias[editar]

  1. ↑ Boucher RC (January 2003). «Regulation of airway surface liquid volume by human airway epithelia». Pflügers Arch. 445 (4): 495-8. PMID 12548395. doi:10.1007/s00424-002-0955-1. 
  2. ↑ Ganz T (March 2002). «Antimicrobial polypeptides in host defense of the respiratory tract». J. Clin. Invest. 109 (6): 693-7. PMC 150915. PMID 11901174. doi:10.1172/JCI15218. 
  3. ↑ «Biological role of lactoferrin». Arch. Dis. Child. 67 (5): 657-61. May 1992. PMC 1793702. PMID 1599309. doi:10.1136/adc.67.5.657. 
  4. ↑ «A review: the active peptide of lactoferrin». Acta Paediatr Jpn 36 (5): 585-91. October 1994. PMID 7825467. doi:10.1111/j.1442-200x.1994.tb03250.x. 
  5. ↑ Nauseef WM (October 2004). «Assembly of the phagocyte NADPH oxidase». Histochem. Cell Biol. 122 (4): 277-91. PMID 15293055. doi:10.1007/s00418-004-0679-8. 
  6. ↑ «Hypothiocyanite ion: detection of the antimicrobial agent in human saliva». J. Dent. Res. 59 (9): 1466-72. September 1980. PMID 6931123. doi:10.1177/00220345800590090201. 
  7. ↑ «Lactoperoxidase, peroxide, thiocyanate antimicrobial system: correlation of sulfhydryl oxidation with antimicrobial action». Infect. Immun. 20 (2): 456-63. May 1978. PMC 421877. PMID 352945. 
  8. ↑ Klebanoff SJ (May 2005). «Myeloperoxidase: friend and foe». J. Leukoc. Biol. 77 (5): 598-625. PMID 15689384. doi:10.1189/jlb.1204697. 
  9. ↑ «Lactoperoxidase and human airway host defense». Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 29 (2): 206-12. August 2003. PMID 12626341. doi:10.1165/rcmb.2002-0152OC. 
  10. ↑ «Lactoperoxidase and hydrogen peroxide metabolism in the airway». Am. J. Respir. Crit. Care Med. 166 (12 Pt 2): S57-61. December 2002. PMID 12471090. doi:10.1164/rccm.2206018. 
  11. ↑ «The Lactoperoxidase System Links Anion Transport To Host Defense in Cystic Fibrosis». FEBS Lett. 581 (2): 271-8. January 2007. PMC 1851694. PMID 17204267. doi:10.1016/j.febslet.2006.12.025. 
  12. ↑ «Peroxidase-Thiocyanate-Peroxide Antibacterial System Does Not Damage DNA». Antimicrob. Agents Chemother. 23 (2): 267-72. February 1983. PMC 186035. PMID 6340603. doi:10.1128/aac.23.2.267. 
  13. ↑ «Sensitivity of Helicobacter pylori to an innate defence mechanism, the lactoperoxidase system, in buffer and in human whole saliva». J. Med. Microbiol. 53 (Pt 9): 855-60. September 2004. PMID 15314191. doi:10.1099/jmm.0.45548-0. 
  14. ↑ «The antioxidant role of thiocyanate in the pathogenesis of cystic fibrosis and other inflammation-related diseases». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106 (48): 20515-9. December 2009. PMC 2777967. PMID 19918082. doi:10.1073/pnas.0911412106. 
  15. ↑ «A Novel Host Defense System of Airways Is Defective in Cystic Fibrosis». Am. J. Respir. Crit. Care Med. 175 (2): 174-83. January 2007. PMC 2720149. PMID 17082494. doi:10.1164/rccm.200607-1029OC. 
  16. ↑ «Thiocyanate concentration in saliva of cystic fibrosis patients». Folia Histochem. Cytobiol. 46 (2): 245-6. 2008. PMID 18519245. doi:10.2478/v10042-008-0037-0. 
  17. ↑ «Public summary of positive opinion for orphan designation of hypothiocyanite / lactoferrin for the treatment of cystic fibrosis». Pre-authorisation Evaluation of Medicines for Human Use. European Medicines Agency. 7 de septiembre de 2009. Archivado desde el original el 30 de mayo de 2010. Consultado el 23 de enero de 2010. 
  18. ↑ «Meveol: orphan drug status granted by the FDA for the treatment of cystic fibrosis.». United States Food and Drug Administration. c2009-11-05. Archivado desde el original el 24 de diciembre de 2009. Consultado el 23 de enero de 2010. 
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