Susceptibilidad a la afección neumocócica en niños y en adultos: de los efectos mendelianos de la inmunidad a los estudios genéticos poblacionales

Abstract

treptococcus pneumoniae es una bacteria encapsulada Gram positiva que frecuentemente se encuentra formando parte de la microbiota de la nasofaringe de forma transitoria y asintomática, pero que puede migrar a tejidos y órganos estériles y causar enfermedades neumocócicas invasivas (ENI) o no invasivas. S. pneumoniae ha desarrollado diversos mecanismos para evadir la respuesta inmunológica, entre los que destacan las diferencias antigénicas de los polisacáridos capsulares. Actualmente son muchas las evidencias que sugieren un elevado componente hereditario del huésped en la susceptibilidad a las infecciones y en la gravedad con la que cursa la infección. Existen distintos tipos de herencia implicados en la predisposición a la infección que pueden clasificarse en monogénica (un solo gen implicado), o poligénica (varios genes implicados). Las inmunodeficiencias primarias (IDP) son un claro ejemplo de predisposición genética al desarrollo de enfermedades con un patrón de herencia monogénico. En los últimos años se ha demostrado que la incidencia de las IDP es sensiblemente mayor de lo que se sospechaba, y se ha visto que algunas IDP pueden predisponer especialmente a neumococo. Por otro lado, demostrar que una enfermedad está asociada a una predisposición poligénica es difícil, ya que, por un lado se requiere realizar estudios de asociación (caso‐control) con gran tamaño muestral, y por el otro la baja penetrancia de cada gen y los efectos aditivos de estos pueden enmascarar los resultados. Los estudios llevados a cabo para investigar las posibles predisposiciones poligénicas a enfermedades se han llevado a cabo mediante el análisis variaciones de un solo nucleótido (SNV). El sistema del complemento es un mecanismo de defensa crucial en la defensa del huésped contra los microorganismos. No obstante, una activación en exceso o en defecto puede ser perjudicial para el huésped y provocar en él enfermedades autoinmunes o inflamatorias crónicas y aumentar la susceptibilidad a infecciones. Diversas SNVs en el sistema de complemento se han asociado a enfermedades inflamatorias crónicas. Sin embargo, solo unas pocas variantes distintas de las clasificadas como IDP se han asociado con infecciones bacterianas. Hoy en día todavía existe controversia en cuanto al papel de la vía de las lectinas (MASP‐2, MBL) en la predisposición a infección y autoinmunidad. El primer objetivo abordado en esta Tesis Doctoral ha sido realizar un estudio de asociación genética para investigar el papel de variantes genéticas del sistema del complemento en la susceptibilidad a neumonía adquirida en la comunidad (NAC), en concreto a NAC neumocócica (NNAC) en adultos. El segundo objetivo ha consistido en la recogida de datos clínicos y epidemiológicos, así como en la realización de estudios inmunológicos a pacientes pediátricos con ENI grave, incluso con un solo episodio, con la finalidad de analizar la incidencia de factores de riesgo clásicos e IDP en esta población. Con el fin de elucidar las IX. Anexos. Resumen 180 consecuencias clínicas de la deficiencia de MASP‐2, el tercer objetivo fue analizar la presencia de la mutación p.D120G en diferentes grupos de pacientes adultos y pediátricos, así como en individuos sanos y analizar el efecto causal de la deficiencia de MASP‐2. A partir de los resultados obtenidos, esta Tesis Doctoral confirma la hipótesis planteada: las variantes de baja actividad de complemento rs547154‐T del gen C2, en completo desequilibrio de ligamiento con la variante fBR32Q (rs641153‐A) y rs2230199‐C (C3102R) del gen C3, que se han vinculado a un papel protector frente a enfermedades inflamatorias mediadas por complemento, se asocian a un mayor riesgo de desarrollar NAC, en particular NNAC. El sistema del complemento es por tanto un arma de doble filo: un sistema poco activo favorece el riesgo de infección (NNAC), mientras que un sistema de complemento activado predispone a enfermedades inflamatorias. Además, este trabajo ha permitido demostrar que la presencia de una ENI grave en un niño, debe hacernos evaluar la posibilidad de una IDP, aunque el paciente no cumpla los criterios clásicamente utilizados de sospecha de IDP. Por último, los resultados obtenidos sugieren que la deficiencia de MASP‐2 no es por sí sola una IDP o, en cualquier caso, que su penetrancia clínica sería muy baja.

treptococcus pneumoniae, Gram positive encapsulated bacteria, is a common colonizer of the human nasopharynx. Although frequently asymptomatic, it can migrate to sterile tissues and organs and cause non‐invasive or invasive pneumococcal disease (IPD). S. pneumoniae has evolved numerous mechanisms to evade the immune response, such as the antigenic differences of capsular polysaccharides. Currently there are evidences that suggests a high hereditary component of the host in the susceptibility to infections and in the severity with which the infection occurs. There are different types of inheritance involved in the predisposition to infection that can be classified as monogenic (a single gene involved), or polygenic (several genes involved). Primary immunodeficiencies (IDP) are a clear example of genetic predisposition to diseases with a monogenic inheritance pattern. In recent years, the incidence of PIDs has been shown to be significantly higher than previously suspected, and it has been found that some PIDs can especially predispose to pneumococcus. Demonstrating that a disease is associated with a polygenic predisposition is difficult, since, on the one hand, association studies (case‐control) with large sample sizes are required, and on the other hand, the low penetrance of each gene and their additive effects can mask the results. Studies carried out to investigate possible polygenic predispositions to diseases have been carried out by analyzing single nucleotide variations (SNV). The complement system is an important mechanism against microorganisms in human immunity. However, over or under activation can be detrimental to the host, causing autoimmune or chronic inflammatory diseases or increasing the risk for infection. Several SNVs in the complement system have been associated with chronic inflammatory diseases. However, only a few variants, other than those classified as IDP, have been associated with bacterial infections. There is currently controversy over the role of the lectin pathway (MASP‐2, MBL) in the predisposition to infection and autoimmunity. The first objective in this Doctoral Thesis has been to carry out a genetic association study to investigate the role of genetic variants of the complement system in the susceptibility to community‐acquired pneumonia (CAP), specifically to pneumococcal CAP in adults. The second objective in the present work has been the collection of clinical and epidemiological data, as well as the performance of immunological studies, in pediatric patients with severe IPD, even with only one episode, in order to analyze the incidence of classical risk factors and IDP in this population. In order to elucidate the clinical consequences of MASP‐2 deficiency, the third objective has been to analyze the presence of the p.D120G mutation in different groups of adult and pediatric patients, as well as in healthy individuals, and to analyze the causal effect of IDP produced by MASP‐2 deficiency. IX. Anexos. Summary 184 This Doctoral Thesis confirms the hypothesis: the variants of low complement activity rs547154‐T of the C2 gene, in complete linkage disequilibrium with the variant fBR32Q (rs641153‐A), and rs2230199‐C (C3102R) of the C3 gene, which have been associated with a protective role against complement‐mediated inflammatory diseases, are in turn associated with a higher risk for CAP, particularly NNAC. The complement system is therefore a doubleedged sword: an inactive system favors the risk for infection (PCAP), while an activated complement system predisposes to inflammatory diseases. In addition, this work has shown that the presence of a severe IPD in children should make us evaluate the possibility of an IDP even if the patient does not meet the classically used criteria for suspected of IDP. Finally, the results obtained suggest that MASP‐2 deficiency is not in itself an IDP or that its clinical penetrance is very low.