Réponses inactives antibactériennes innées de l’hôte au cours de Klebsiella pneumoniae murine Bactériémie: Facteur de nécrose tumorale Déficit TNF Receptor versus Thérapie avec anti-TNF-α

Réponses inactives antibactériennes innées de l’hôte au cours de Klebsiella pneumoniae murine Bactériémie: Facteur de nécrose tumorale Déficit TNF Receptor versus Thérapie avec anti-TNF-α

Klebsiella pneumoniae est une cause majeure de pneumonie due aux bactéries gram-négatives Une complication clinique importante de l’infection pulmonaire avec K pneumoniae est la dissémination du sang périphérique, qui entraîne une infection systémique coïncidant avec l’infection pulmonaire localisée Cette étude décrit l’importance critique de la nécrose tumorale La TNFR a induit une augmentation significative du taux de mortalité après inoculation intraveineuse. Cette mortalité accrue est survenue de manière inattendue en l’absence de charge bactérienne accrue ou d’augmentation des lésions hépatiques. Cependant, une production excessive de cytokines pro-inflammatoires, TNF-α, a été observée chez des souris déficientes en TNFR, comparée à celle observée chez des CBL / souris infectées, ce qui suggère une dysrégulation de la production en l’absence de TNFR. En revanche, d’autres expériences ont examiné l’effet de l’immunothérapie anti-TNF. α pendant K pneum Bactériémie oniae Administration d’un anticorps anti-TNF-α neutralisant complètement lésion hépatique induite par K pneumoniae Cette réduction de la lésion hépatique ne s’est pas traduite par un taux de survie amélioré, car les souris sont mortes de l’infection quelques jours après l’infection. Diminution de la production de cytokines hépatiques et de chimiokines associées à une clairance bactérienne altérée, ce qui suggère que les réponses immunitaires antibactériennes ont été atténuées Ces données indiquent que la réponse antibactérienne de l’hôte est dérégulée chez les souris dépourvues de TNFR ou la bioactivité du TNF-α

Klebsiella pneumoniae est une cause majeure de pneumonie nosocomiale et communautaire due à des bactéries gram-négatives, et, en l’absence d’intervention thérapeutique, elle provoque une infection pyogène sévère, avec des taux de mortalité élevés Une complication clinique importante de K pneumoniae l’infection est la dissémination du sang périphérique, qui entraîne une bactériémie coïncidant avec l’infection pulmonaire localisée L’incapacité à éliminer les bactéries transmissibles par le sang peut conduire à un état de bactériémie écrasante qui peut aboutir au syndrome de dysfonctionnement multiple et à un taux de mortalité accru. est une cytokine pro-inflammatoire qui est rapidement produite après une exposition microbienne, ce qui entraîne l’initiation d’une cascade de cytokines pro-inflammatoires pouvant avoir des effets bénéfiques et néfastes. La sécrétion de TNF-α s’est avérée critique pour la résolution de diverses infections pathogènes Les données provenant d’études murines indiquent que l’absence de bioactivité du TNF-α Inversement, une production excessive de TNF-α dans le contexte d’une infection bactérienne systémique, d’une septicémie abdominale et d’une endotoxémie entraîne une augmentation du taux de mortalité et d’augmentation de la mortalité. lésion Les activités biologiques du TNF-α sont médiées par des récepteurs distincts, mais structurellement apparentés, appartenant à la famille des supergènes TNFR TNF TNFR le récepteur p contient un domaine de mort intracytoplasmique et a été montré pour servir de médiateur la plupart des biologiques Les effets du TNF-α, y compris l’apoptose, le choc toxique, la formation du centre germinal et la régulation positive des molécules d’adhésion TNFR le récepteur p n’a pas de domaine de mort, et son rôle dans la médiation de l’activité TNF-α est moins bien établi. a été rapporté que le TNF-α lié à la membrane est plus efficace pour activer le TNFR que la forme soluble du TNF-α. En outre, la ligature du TNFR amplifie la Il a été démontré que l’absence de TNFR augmente la sensibilité à une grande variété de pathogènes microbiens Ces données indiquent l’importance de la ligature du TNFR et de la transduction du signal pour le développement de réponses antibactériennes efficaces chez l’hôte. Au contraire, les souris déficientes en TNFR ont largement montré un phénotype minimal lorsqu’elles ont provoqué une variété de pathogènes Dans cet article, nous discutons de nos études publiées récemment détaillant les effets du déficit en TNFR et de l’immunothérapie anti-TNF-α. sur les défenses immunitaires innées de l’hôte pendant la bactériémie de K pneumoniae

Déficit en TNFR: augmentation du taux de mortalité associé et production dérégulée de cytokines

Pour déterminer l’importance de la signalisation TNFR-dépendante lors d’infections bactériennes systémiques par le sang, des souris déficientes en TNFR et CBL / souris sauvage ont été inoculées par voie intraveineuse avec K pneumoniae et surveillées pour leur survie. Toutes les souris déficientes en TNFR sont mortes le lendemain de l’infection. Des lésions hépatiques excessives pouvant contribuer à une augmentation du taux de mortalité et à une diminution de la clairance bactérienne, les taux plasmatiques d’aspartate transaminase AST ont été mesurés en tant qu’indication de lésion hépatique. Les TNF déficientes et les souris CBL / témoins Les taux plasmatiques d’AST après inoculation de K pneumoniae suggèrent qu’une altération hépatique excessive n’était pas une explication probable de l’augmentation du taux de mortalité des souris déficientes en TNFR. À notre grande surprise, une clairance bactérienne significative n’a pas été observée chez les souris déficientes en TNFR. une altération de la clairance des bactéries du sang a été notée, h après l’infection, ba De manière intéressante, une tendance cohérente pour une meilleure élimination des bactéries du foie a été observée chez les souris déficientes en TNFR, comparée aux souris de type sauvage infectées. Une perturbation de la sécrétion de cytokine hépatique déréglée a été observée chez des souris sauvages infectées. De manière spécifique, les niveaux de IL-, TNF-α et d’autres chimiokines, par exemple, la protéine inflammatoire des macrophages [MIP] -, MIP-α, et la protéine chimiotactique monocytaire [MCP] – étaient significativement augmentés chez les TNFR-. En outre, les taux plasmatiques de TNF-α étaient augmentés chez les souris déficientes en TNFR, coïncidant avec des niveaux élevés de TNF-α dans le foie. Contrairement aux souris infectées de type sauvage, les souris déficientes en TNFR ne présentaient pas d’induction appréciable. plasmatique IL- En outre, les taux plasmatiques d’IFN-γ chez les souris déficientes en TNFR étaient significativement plus élevés que ceux observés chez les souris de type sauvage au cours de la journée de l’infection car la rate est continuellement Le jour après l’infection, les cellules spléniques des souris déficientes en TNFR infectées sécrétaient des taux significatifs d’IFN-γ, contrairement aux cellules spléniques des CBL / souris infectées. des sous-populations lymphocytaires spléniques obtenues à partir de souris déficientes en TNFR le jour suivant l’infection justifient le statut activant excessif de ces cellules. Une régulation positive marquée de la CD a été observée sur la plupart des lymphocytes potentiellement productifs d’IFN-y, y compris les cellules T CD, -CD- lymphocytes T, cellules T γΔ et cellules tueuses naturelles Une élévation des taux hépatiques et plasmatiques de TNF-α a été observée chez des souris déficientes en TNFR au cours de la première h d’infection. Une immunothérapie avec anti-TNF-α a été utilisée pour déterminer La production de TNF-α contribue aux réponses antibactériennes dysrégulées observées chez ces souris. La neutralisation du TNF-α a considérablement réduit la sécrétion excessive de MIP-, MCP- et MIP-α chez les souris. Souris déficientes en TNFR Chez les souris déficientes en TNFR, les taux d’IL-, TNF-α et IFN-γ ont également diminué après le traitement par anti-TNF-α. En outre, la neutralisation du TNF-α a entraîné une réduction du plasma Taux d’AST chez les souris déficientes en TNFR h après l’infection

Traitement par ANTI-TNF-α: Augmentation du taux de mortalité associé en l’absence de lésions hépatiques

Des données sur des souris déficientes en TNFR traitées avec anti-TNF-α suggèrent un résultat thérapeutique bénéfique potentiel de l’utilisation de l’immunothérapie anti-TNF-α pour une bactériémie due à des bactéries gram-négatives Des expériences utilisant des souris CBL / sauvages immunocompétentes ont été initiées Cette possibilité intrigante Pour déterminer si la sécrétion de TNF-α lors d’une infection par K pneumoniae transmise par le sang entraînait une lésion cellulaire, les taux plasmatiques d’AST ont été déterminés chez les souris CBL / souris traitées par anti-TNF-α et chez les souris immunomodulatrices anti-TNF-α. Pour déterminer si cet effet bénéfique sur la lésion tissulaire s’est traduit par une amélioration de la survie après l’infection, les souris traitées avec l’anti-TNF-α ont été inoculées par voie intraveineuse, et le taux de mortalité a été réduit. comparé à celui des souris infectées témoins au cours des jours Les taux de survie au jour après l’infection étaient indiscernables Cependant, les souris traitées avec l’anti-TNF-α ont continué à mourir de l’infection au jour suivant l’inoculation, ce qui a entraîné une augmentation statistiquement significative du taux de mortalité globale chez les souris traitées avec anti-TNF-α. -TNF-α vs% chez les souris témoinsA la lumière des effets bénéfiques du traitement par anti-TNF-α sur les lésions hépatiques, une augmentation du taux de mortalité était inattendue Pour déterminer si la neutralisation du TNF-α affecte négativement la cinétique de la La neutralisation du TNF-α a entraîné une diminution significative des taux de bactéries dans le foie au lendemain de l’infection. Cependant, le jour de l’infection, les taux de bactéries dans le foie étaient élevés chez les souris traitées avec Anti-TNF-α Contrairement à la clairance hépatique, l’élimination des bactéries transmissibles par le sang au lendemain de l’infection n’a pas été modifiée après la neutralisation du TNF-α. De plus, le traitement par anti-TNF-α a entraîné une diminution de la clairance bactérienne splénique, en particulier à des moments postérieurs à l’infection. L’incapacité à éliminer infection bactérienne suggère que la réponse antibactérienne est altérée en l’absence de TNF-α Pour déterminer si la production diminuée de cytokines peut, en partie, contribuer à la clairance bactérienne altérée, les niveaux hépatiques de cytokines ont été mesurées après inoculation intraveineuse Traitement avec anti-TNF-α entraîné une réduction significative de la production de MIP-, MIP-α et MCP- dans le foie h après l’infection, par rapport à la réduction observée chez les souris contrôles infectées. En outre, la neutralisation du TNF-α diminue également la sécrétion d’IFN- γ le jour après l’infection Combinées, ces données indiquent que la production de cytokines est altérée après le traitement par anti-TNF-α, en particulier à plus tard t au cours de l’infection, ce qui peut contribuer à l’altération globale des réponses antibactériennes après la neutralisation du TNF-α

Discussion

n de TNF-α chez des souris déficientes en TNFR n’a entraîné qu’une réduction des taux plasmatiques de AST inférieure à un facteur. Des études préliminaires dans lesquelles le TNF-α a été neutralisé chez des souris déficientes en TNFR ont entraîné une réduction des taux d’AST similaire à celle observée chez les souris. CBL / souris traitées avec anti-TNF-α La forte réduction des lésions hépatiques chez les souris sauvages traitées par anti-TNF-α suggère que la lésion hépatique après inoculation intraveineuse de bactéries gram-négatives dépend du TNF-α A La réduction de la lésion hépatique chez les souris déficientes en TNFR traitées par anti-TNF-α suggère que la signalisation par TNFR induit une lésion hépatique chez ces souris. Cependant, si toutes les lésions hépatiques induites par le TNF-α dépendaient du TNFR, les souris déficientes en ce récepteur une lésion hépatique diminuée, ce qui n’est manifestement pas le cas dans notre modèle Ces souris conservent le TNFR fonctionnel, qui a été suggéré d’utiliser préférentiellement le TNF-α membranaire plutôt que le TNF-α soluble. Il est possible que notre anticorps anti-TNF-α est unabl e pour bloquer efficacement la signalisation du TNF-α lié à la membrane par TNFR, entraînant une réduction seulement de la lésion hépatique. Une lésion hépatique chez les souris déficientes en TNFR peut survenir de manière indépendante du TNF-α. Des niveaux élevés de TNF-α dans le foie ont été notés chez des souris déficientes en TNFR après inoculation intraveineuse de K pneumoniae Des taux excessifs de TNF-α hépatique sont une source probable de l’augmentation des taux plasmatiques de TNF-α constatée au début de l’infection. TNF-α par des cellules spléniques cultivées obtenues à partir de souris déficientes en TNFR à ou quelques jours après l’infection Une augmentation de la production de TNF-α par des souris déficientes en TNFR a été rapportée en association avec plusieurs autres pathogènes, dont Pseudomonas aeruginosa et Histoplasma capsulatum [,,] Combinées, ces données et les nôtres suggèrent que la signalisation dépendant du TNFR joue un rôle immunorégulateur important dans la sécrétion « appropriée » du TNF-a après une infection bactérienne. Des souris ficaces présentaient une production excessive des chimiokines associées au foie MIP-, MCP- et MIP-α D’intérêt était la sécrétion élevée de MIP- Le recrutement et la séquestration de neutrophiles dans le foie a été montré pour induire une lésion hépatique Neutralisation de Il a été démontré que l’activité MIP réduit l’influx de neutrophiles, entraînant une diminution des lésions hépatiques et une diminution du taux de mortalité dans plusieurs modèles MIP- n’étant qu’une des nombreuses chimiokines connues pour induire le chimiotactisme des neutrophiles, il est probable que la MIP- réduit, mais n’élimine pas, le recrutement des neutrophiles Nous avons initié des études pilotes examinant les effets de la neutralisation des souris déficientes en TNIP chez les souris déficientes en TNFR Les résultats préliminaires indiquent une réduction des lésions hépatiques chez les souris déficientes en TNFR traitées avec anti-MIP. les coupes hépatiques suggèrent une réduction, mais non absente, du nombre de neutrophiles après le traitement combiné avec un test de provocation anti-MIP et bactérien, ces données suggèrent que réduire, mais pas éliminer, le nombre de neutrophiles recrutés dans le foie après inoculation intraveineuse de bactéries a un effet bénéfique sur la lésion hépatique. Il faut cependant noter que les données pour CBL / souris traitées avec anti-TNF-α indiquent une sécrétion significativement réduite de MIP- à des points temporels ultérieurs au cours de l’infection corrélés avec une clairance bactérienne altérée Ces données suggèrent un besoin d’un seuil de sécrétion de MIP pour recruter des neutrophiles sur les sites d’infection pour une clairance bactérienne réussie. Il convient de noter que le traitement du TNFR souris déficientes en anti-TNF-α réduisent la sécrétion précoce de MIP excessive à des niveaux observés chez les souris / CBL infectées Il reste à voir si le traitement avec anti-TNF-α entraîne une amélioration du taux de survie des souris déficientes en TNFR. amélioration de la clairance bactérienne le lendemain de l’infection, mais les effets sur la survie n’ont pas encore été testés. En outre, le TNF-α induit l’adhérence des neutrophiles. o des cellules endothéliales sinusoïdales; En résumé, nous avons rapporté ici les effets du déficit en TNFR et de l’immunothérapie avec l’anti-TNF-α au cours de la bactériémie à K pneumoniae. Les souris déficientes en TNFR ont montré une augmentation significative de leur taux de TNF-α. Cependant, une production excessive de cytokines pro-inflammatoires et de chimiokines a été notée chez des souris déficientes en TNFR, par rapport à des souris / CBL infectées, ce qui suggère que la production a été insuffisante. dérégulé en l’absence de signalisation TNFR Traitement avec anti-TNF-α a un effet bénéfique sur la lésion cellulaire hépatique après infection Cependant, dans notre modèle murin d’infection systémique avec le pathogène pulmonaire K pneumoniae, les effets bénéfiques de la production de TNF-α sur induisant une réponse antibactérienne protectrice de l’hôte l’emportent sur l’effet néfaste de la sécrétion de TNF-α en tant que médiateur des lésions tissulaires

Remerciements

Soutien financier La subvention de recherche de l’American Lung Association à TAM et aux National Institutes of Health accorde des subventions AI à TAM et HL, HL, et PHL à TJSPotential conflits d’intérêts Tous les auteurs: aucun conflit