Estudio de los mecanismos de inmunidad antifúngica durante la dermatomicosis experimental con Microsporum canis

Abstract

Los dermatofitos son hongos hialohifomicetes, queratinofílicos y patógenos primarios causantes de infecciones superficiales de la piel denominadas dermatofitosis, tiñas o tineas. Microsporum canis es el agente etiológico más frecuente de tinea capitis en la población infantil en Argentina y produce lesiones no inflamatorias o inflamatorias, con diferente grado de compromiso cutáneo dependiendo de la respuesta inmune del hospedador. La piel es la barrera del organismo con el medio ambiente por lo que la presencia de células de la inmunidad innata y adaptativa es crucial para el correcto desarrollo de una respuesta para resolver un daño, controlar una infección o para mantener la homeostasis del tejido. Las células de Langerhans (LC) son las únicas células dendríticas de la epidermis y podrían tener un rol durante las dermatofitosis. Además, la respuesta mediada por interleuquina 17 (IL-17) es clave en la defensa frente a patógenos extracelulares, como las bacterias y los hongos, y es esencial en la protección de las mucosas. Sin embargo, no se conocen los efectos de los dermatofitos en las funciones de las células dendríticas en el contexto de la piel y la participación de la respuesta mediada por IL-17 en la inmunidad anti-dermatofítica. El objetivo general de esta tesis fue investigar la respuesta inmune generada luego de la infección de la piel por el dermatofito M. canis y evaluar la función de las LC en la inducción de la inmunidad protectora en la dermatofitosis. En esta tesis, los estudios in vitro demostraron que hifas vivas de M. canis activan a las células XS106 (línea celular derivada de LC murinas) y a LC localizadas dentro de la epidermis. Además, ambos tipos celulares fueron capaces de inducir un perfil Th17 en cultivos con linfocitos alogénicos. Por otra parte, se desarrolló un modelo de infección epicutánea con M. canis en ratones C57BL/6, los cuales presentaron características clínicas e histopatológicas similares a la tinea capitis no inflamatoria en humanos. En este modelo, se demostró que durante la dermatofitosis predomina una respuesta adaptativa antígeno-específica tipo Th17. Además, la señalización de la vía IL17/IL-17R es necesaria para suprimir la proliferación fúngica en la piel y para controlar la respuesta inflamatoria exacerbada mediada por IFN-γ. Sin embargo, el reclutamiento de neutrófilos en la piel y su funcionalidad es independiente de la señalización por IL-17. A su vez, en ausencia de IL-17 e IFN-γ, se activarían mecanismos protectores eficientes que inhiben la proliferación de M. canis en la piel. Finalmente, mediante la infección con M. canis de ratones transgénicos Lang-EGFPDTR depletados de LC, se demostró la participación in vivo de las LC en la inducción de la respuesta Th17 específica frente al hongo. Esta tesis abre diferentes perspectivas de investigación para comprender la inmunidad de la piel en el contexto de la infección dermatofítica.

Dermatophytes are hyaline keratinophilic hyphomycetes fungi and primary pathogens that cause skin superficial infections named dermatophytosis, ringworm or tineas. Microsporum canis is the most prevalent etiological agent of tinea capitis during childhood in Argentina and generates noninflammatory or inflammatory lesions, with different tissue compromise depending on the host immune response. Skin is the barrier between the body and the environment and the presence of innate and adaptive immune cells is key to a proper development of skin response to resolve an injury, control an infection or maintain tissue homeostasis. Langerhans cells (LC) are the only dendritic cells in epidermis and could have a role in the induction of the immune response in dermatophytosis. Furthermore, interleukin 17 (IL-17)-mediated response is crucial in the defense against extracellular pathogens like bacteria and fungi, and is essential for skin and mucosal protection. However, dermatophyte effects on dendritic cell functions in the skin and IL-17 participation in the anti-dermatophytic response are still unknown. The principal aim of this thesis was to investigate the immune response generated after skin infection with M. canis and to evaluate LC function in the induction of protective immunity against dermatophytes. In this thesis, in vitro studies demonstrated that M. canis live hyphae activate XS106 cells (cell line derived from murine LC) and LC localized in epidermis. Also, both cell types were capable of inducing a Th17 response in allogeneic lymphocyte co-cultures. Meanwhile, an experimental model of epicutaneous infection with M. canis was developed in C57BL/6 mice, which presented clinical and histopathological features similar to noninflammatory human tinea capitis. In this model, it was demonstrated that, during dermatophytosis, there is an antigen-specific adaptive Th17 response. Moreover, IL-17/IL-17R signaling is necessary to suppress skin fungal proliferation and to control an exacerbated immune response mediated by IFN-γ. However, neutrophil function and recruitment to skin are independent of IL-17 signalling. Moreover, in IL-17 and IFN-γ absence, there is an activation of efficient protective mechanisms that inhibit M. canis proliferation in skin. Finally, M. canis infection in Lang-EGDPDTR transgenic mice depleted of LC demonstrated the in vivo LC participation in the induction of the described Th17 specific response. This thesis unravels different research perspectives to comprehend skin immunity in the dermatophyte infection context.