Characterization of neutrophils subpopulation produced in response to Streptococcus pneumoniae infection in a murine model
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Date
2025
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Abstract
Streptococcus pneumoniae es una bacteria Gram-positivo y la principal causa de neumonía bacteriana en todo el mundo, afectando principalmente a infantes y personas de edad avanzada. El ciclo infeccioso de esta bacteria comienza con la colonización del tracto respiratorio superior, seguida por la infección del tracto respiratorio inferior. Allí, la bacteria entra en contacto con células epiteliales e inmunes, lo que desencadena la respuesta inmune y el proceso inflamatorio en los pulmones. Los neutrófilos son células inmunes granulocíticas de vida corta y forman parte de la primera línea de defensa del organismo. En la respuesta inmune generada en los pulmones, los neutrófilos desempeñan un papel crucial en la eliminación del patógeno a través de fagocitosis, degranulación y la formación de trampas extracelulares de neutrófilos (NETs). Sin embargo, estudios recientes han demostrado que los neutrófilos también son capaces de controlar la inflamación excesiva en infecciones respiratorias mediante la liberación de citoquinas antiinflamatorias, como IL10. Además, cada vez hay más evidencia de que los neutrófilos son altamente heterogéneos, lo que podría tener consecuencias desconocidas en la progresión de la enfermedad. En este contexto, se han identificado subpoblaciones de neutrófilos en pulmones de ratones sanos e infectados con Streptococcus pneumoniae denominadas FSChigh y FSClow. Sin embargo, aún no está claro si estas subpoblaciones tienen roles específicos durante la infección o funciones de la respuesta inmune. Basado en esto, la hipótesis de esta tesis es que, los neutrófilos de médula ósea de ratón son intrinsecamente heterogéneos y que durante la etapa temprana de la infección por Streptococcus pneumoniae existen dos subpoblaciones de neutrófilos con funciones distintas, donde la proporción de estas subpoblaciones cambia en el tiempo. Para evaluar la hipótesis, primero determinamos la cinética de reclutamiento de las subpoblaciones de neutrófilos en los tiempos iniciales, concluyendo que a las 12 hpi hay un aumento significativo de las subpoblaciones de neutrófilos en los pulmones. Además, evaluamos el patrón de marcadores de membrana en neutrófilos purificados de la médula ósea y observamos que, incluso después de la aislamiento y sin tratamiento, los neutrófilos son altamente heterogéneos y pueden agruparse según sus patrones de marcadores de membrana. Posteriormente, para determinar si ambas subpoblaciones de neutrófilos tienen funciones específicas, aislamos ambas subpoblaciones a las 12 y 24 hpi desde los pulmones y realizamos un análisis de RNA-seq. Los resultados indican que los neutrófilos FSChigh aumentan vías celulares asociadas a la degranulación y la formación de NETs; sin embargo, no fue posible analizar el RNA de los neutrófilos FSClow. Un RNA-seq realizado en neutrófilos totales purificados de pulmón mostró que el perfil transcriptómico es diferente a lo observado en los neutrófilos FSChigh por sí solos, donde funciones como la degranulación están disminuidas. Sin embargo, debido a que se utilizaron distintas metodologías para aislar los neutrófilos, no es posible atribuir estas diferencias solo a la presencia/ausencia de los neutrófilos FSClow. En conjunto, estos resultados concuerdan con las hipótesis propuesta y muestran la plasticidad de los neutrófilos durante las infecciones bacterianas.
Description
Tesis (Doctor in Biological Sciences, mention Physiological Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2025