La orquestación de una respuesta inmunitaria exitosa frente a la infección requiere una respuesta tisular integrada e integradora, coordinada a través de la liberación de citoquinas y quimioquinas específicas. La respuesta del organismo a la intrusión involuntaria se perfila en el seno de una jerarquía de activación modular fisiológica enraizada en lo ecológico pero expresada en el proteoma, dependiente en última instancia de las vicisitudes de la conversación genética. Así, el estado alostático, del organismo, esto es, las correcciones reactivas del grado de adecuación y satisfacción fisiológicas al cambio interno (patológico, alterado) o externo (comportamental, ecológico) viene condicionado por las respuestas primarias condicionadas o inducibles de las que la inmunidad participa de manera inequívoca (FIGURA 10).
Las respuestas defensivas vinculada a la entrada de patógenos dependen y a la vez son coordinadas gracias a la activación de receptores de reconocimiento específico de patógenos (PRRs en su nomenclatura anglosajona), sitos en algunas subpoblaciones leucocitarias como los monocitos/macrófagos o las células dendríticas. Los PRRs responden a la presentación de patógenos a través de los patrones moleculares asociados a estos (PAMPs), altamente conservados en virtud de su funcionalidad vital para el microorganismo, iniciándose así una serie de programas transcriptómicos característicos
que dictaran la respuesta celular y tisular a la intrusión [140-142]. En los mamíferos, varios de estos programas se han identificado gracias al análisis de plataformas de micromatriz dirigidas a la detección de PAMPs específicos (virales, bacterianos, fúngicos) por los macrófagos y células dendríticas capaces de desencadenar la respuesta inmunitaria que acompaña la secreción de moléculas como las citoquinas proinflamatorias [143, 144]. La disponibilidad de biochips específicos de salmónidos [72, 75, 126] que permiten la caracterización de la respuesta inmunitaria en este grupo de teleósteos, ya sea in vitro o in vivo, ha llevado a la publicación de diversos estudios centrados en los efectos del reconocimiento de PAMPs [145], transcriptómica de macrófagos activados [75] inmunómica [78, 99, 100, 146-149] y valoraciones del genoma completo [150], que muestran una respuesta claramente diferencial de los macrófagos de los teleósteos frente a los patógenos si consideramos sus contrapartes mamíferas, lo que parece sugerir una reactividad inmunitaria in vivo si no diferente, al menos divergente en los vertebrados acuáticos.
En el análisis que sigue, se valora la respuesta transcriptómica a la intrusión de patógenos en el riñón cefálico de la trucha (O. mykiss), un órgano localizado dorsalmente, posterior al cráneo en esta especie, y que es considerado el órgano hematopoyético central en los salmónidos y otras especies de teleósteos (FIGURA 11). Carecemos en la actualidad de una descripción precisa y exhaustiva de las subpoblaciones celulares inmunitarias y su red de comunicación química en los órganos hematopoyéticos de los peces, poco estructurados por lo demás en comparación con la mayoría de órganos funcionalmente similares en los mamíferos. Es asumible, sin embargo, una elevada similitud en el fenotipo de las principales poblaciones celulares descritas en estos (monocitos/macrófagos, linfocitos B y T, probablemente células dendríticas) y, hasta un cierto punto, también en las interacciones inmunoendocrinas que, en el caso de los peces, obedecen a la profusión de células cromafines productoras de cortisol, el principal glucocorticoide y mineralcorticoide en los peces, que rodean el tejido hematopoyético en el riñón anterior [151-154]. Su condición de órgano integrador de lo que bien podría llamarse tejido neuroinmunoendocrino lo convierte nexo funcional de la maduración de los componentes celulares de la respuesta inmunitaria y blanco preferido para la investigación inmunitaria en los peces, especialmente para la obtención de precursores de macrófagos destinados a su cultivo e investigación in vitro [117, 155], pero también, y por la misma razón, en crisol de multiplicación de patógenos. Paradójicamente, y quizás debido a su complejidad funcional, se han llevado a cabo pocos estudios sobre la regulación genética global durante la infección o estimulación mediada por PAMPs en los salmónidos [78].
El Novirhabdovirus IHNV, responsable de la necrosis infecciosa hematopoyética es uno de los patógenos virales de mayor impacto en la acuicultura de los salmónidos [136, 137]. Su genoma alberga un ARN de cadena simple completamente secuenciado [156, 157] que codifica cinco proteínas estructurales: una nucleoproteína (N), una proteína asociada
La mayoría de las células presentes en el crisol hematopoyético sito en la médula ósea de los mamíferos se han descrito en los peces. Sin embargo, las relaciones entre los diversos tipos celulares distan de estar resueltas satisfactoriamente. Hasta la fecha, los estudios de la inmunidad celular en los peces demuestran la existencia de células prototípicas de los linajes linfoide y mieloide, con una reactividad menos dependiente de la diversidad de inmunoglubulinas que de la robustez de la repuesta innata regulada por componentes humorales de fase aguda (lisozima, complemento), monocitos/macrófagos y, tal vez, por células similares a las dendríticas.
FIGURA 11. ÓRGANOS HEMATOPOYÉTICOS E IMPLICADOS EN LA RESPUESTA INMUNITARIA EN LOS PECES.
a la polimerasa (P), una proteína de matriz (M), una polimerasa de ARN dependiente de ARN (L) y una glicoproteína de superficie (G) responsable de la inmunogeneicidad [158-160]. Un gen adicional, presente únicamente en algunos rhabdovirus de peces, localizado entre los genes G y L, codifica una proteína no estructural (NV) cuyo papel en la replicación del virus dista de estar resuelto [161] pero parece ligado al crecimiento y patogeneicidad virales [160]. La conspicua respuesta inmunitaria temprana desencadenada por la infección de este y otros virus de ARN relacionados ha propiciado el desarrollo de diversas vacunas utilizando estrategias de investigación genética inversa [162, 163].
El lipopolisacárido bacteriano (LPS) resulta un constituyente fundamental de la membrana externa de las bacterias Gram negativas, además de uno de los PAMPs más utilizados para la inducción de respuestas inmunitarias, de las que responde principalmente su porción lipídica (lípido A), responsable de la disfunción endotóxica
observada en modelos animales de experimentación inoculados con LPS [164, 165]. En los peces se ha descrito repetidamente una remarcable tolerancia a la infección por LPS en comparación con los mamíferos, que se ha explicado gracias a las posibles diferencias en el reconocimiento mediado por receptores del lipopolisacárido [166]. De hecho, la administración in vivo de elevadas concentraciones de LPS en los peces no conduce a la mortalidad mediada por endotoxinas característica de los modelos inflamatorios murinos [117].
En el transcurso de esta experimentación, se inocularon formas atenuadas o activas del virus de la necrosis hematopoyética infecciosa (atIHNV y IHNV respectivamente) o lipopolisacárido bacteriano (LPS de E. coli) en la trucha (Oncorhynchus mykiss). Se muestreó el ARN total obtenido del riñón anterior o cefálico de la trucha en el primer y tercer días posteriores a la inoculación intraperitoneal (i.p.) del PAMP y los patógenos, y su análisis se llevó a cabo utilizando la plataforma de micromatriz SFM 1.0 descrita anteriormente. Con ello se identificó:
(1) una respuesta generalizada que involucró genes relacionados con el estrés y representativos de la (dis)función inmunitaria y hematopoyética, presentes en todos los tratamientos, y
(2) un elevado conjunto de genes que respondieron de manera específica a la agresión viral.
El análisis ulterior basado en la ontología genética discriminó dos tipos de respuestas fisiológicas diferenciadas respecto al efecto viral y bacteriano, en las que las características distintivas de la patogeneicidad por IHNV están claramente representadas. La respuesta a la inoculación de LPS desencadenó una activación inflamatoria generalizada seguida de una significativa respuesta hematopoyética. Se relata a continuación el análisis pormenorizado de la comparación de los patrones de genes expresados diferencialmente inducidos in vivo por un PAMP genérico (LPS) y un patógeno viral (IHNV) en el riñón cefálico de la trucha.