Epitelio intestinal como primera línea de defensa en las aves

El intestino representa la primera barrera de defensa de las aves, debido a esto la mucosa intestinal ha evolucionado para cumplir un rol fundamental en el reconocimiento de antígenos y en la respuesta inmune innata y adaptativa.

En primer lugar, está la barrera física/química de la mucina.

Las mucinas son proteínas de elevado peso molecular y glicosilación que hace que tengan la capacidad de formar geles con gran viscosidad. A nivel intestinal se secretan dos tipos de mucinas:

Una de ellas tiene mayor capacidad de formar geles en la luz intestinal (Mucinas tipo 2)

La otra se encuentra más próxima al epitelio intestinal (Mucinas tipo 1) (3)

Las mucinas cumplen la función de capturar y retener las bacterias presentes en el intestino, las cuales luego son eliminadas por los movimientos de peristaltismo. Además, dentro de la mucina se encuentran grandes cantidades de compuestos con efecto antimicrobiano como:

• Defensinas
• Péptidos antimicrobianos
• Lisozimas
• Complemento
• sIgA (4)

Adicionalmente a esto, las mucinas cumplen un rol de protección física del epitelio intestinal.

Además de las mucinas, el mismo microbioma intestinal juega un rol fundamental en la defensa del organismo.

No solo las bacterias compiten entre sí, generando exclusión competitiva, sino que también interactúan con el epitelio intestinal y el sistema inmune, entrenándolo y fomentando su desarrollo.

Luego de la barrera de ambas mucinas, se encuentra el epitelio intestinal, el cual es una capa única de células cilíndricas que se encuentran fuertemente unidas entre sí mediante uniones estrechas por proteínas de unión como las ocludinas y claudinas. Esto permite que el intestino no sea permeable y que solo pueda ser atravesado en los sectores designados para ello.

En caso de un proceso inflamatorio, una de las principales consecuencias es que las uniones estrechas pierden resistencia, se dilatan y se produce el filtrado de compuestos desde la luz intestinal hacia la lámina propia mediante el espacio inter-enterocítico.

Captación de antígenos

El epitelio intestinal posee varias células especializadas en el reconocimiento antigénico:

Por un lado, se encuentran las células M, las cuales son células, sin cilios, que se encuentran intercaladas en el epitelio intestinal y cumplen la función de captar antígenos y transportarlos a la lámina propia en donde son capturados por las células dendríticas.

 Las células dendríticas son otro tipo de células presentadoras de antígenos, las cuales no solo captan los antígenos de las células M sino que también los captan directamente desde la luz intestinal por medio de sus dendritas que atraviesan el epitelio.

 Adicionalmente a estas dos células, en la lámina propia también se encuentran un gran número de macrófagos que fagocitan los antígenos que atraviesan el epitelio intestinal (5).

Presentación de antígenos:

Una vez que los antígenos son captados por los macrófagos y las células dendríticas, son presentados a los linfocitos T mediante los complejos mayores de histocompatibilidad los cuales desencadenan una cascada de citoquinas que activan los distintos tipos de respuesta efectora.

Respuesta efectora:

La respuesta efectora será tanto celular como humoral. Aquí entran en juego los linfocitos T citotóxicos, las células NK así como también la producción de compuestos como interferones, inmunoglobulina A secretora, Inmunoglobulina Y, entre otras citoquinas.

Figura 1. Células de la barrera intestinal que participan en el sistema de defensa

Adaptado de D. Artis 2008, 8:411 – Nature Review, Immunology

Es importante destacar que, independientemente de la respuesta inmune adquirida, el epitelio intestinal tiene una excelente capacidad de respuesta innata frente a patógenos.

Tanto los macrófagos, células dendríticas como los enterocitos poseen receptores de reconocimiento de patrones (PRR por sus siglas en inglés).

Estos receptores tienen la capacidad de detectar distintos tipos de injurias como patógenos (detectando los PAMPs), daño celular (DAMPs) entre otros.

Una vez detectados se activan mecanismos de respuesta inmune innata celular y humoral, en donde participan macrófagos, heterófilos, células NK, interferones, lisozimas, sistema del complemento, etc.

Pero cuando se produce un desbalance, como por ejemplo el resultado de una disbiosis con un crecimiento de E. coli o Clostridium, se estimulan los PRRs de forma excesiva y se genera una respuesta inflamatoria.

La inmunoglobulina A como un arma fundamental en la defensa de mucosas

La inmunoglobulina A secretora es la inmunoglobulina de mayor concentración en el organismo.

En su forma secretoria es un dímero que tiene la capacidad de adherirse a bacterias, virus y toxinas neutralizándolos.

Además, interviene en la respuesta inmune mediada por anticuerpos. De esta forma la sIgA cumple un rol fundamental en la primera línea de defensa, evitando la adhesión y colonización bacteriana, y en la posterior batalla, mediando la activación del sistema inmune.

Con este complejo sistema de defensa en mente, Vetanco ha desarrollado el GAMAXINE^®, un biopromotor que fortalece el sistema inmune de las aves, logrando que estén mejor preparadas para enfrentar los desafíos bacterianos de la producción.

GAMAXINE^® es un aditivo biopromotor producido a base de la fermentación de Bacillus subtilis que, al final de un proceso de inactivación, sus componentes tienen funciones inespecíficas sobre la inmunidad innata de las aves reduciendo la inflamación intestinal y fortaleciendo las uniones intercelulares.

Su función inmunomoduladora se lleva a cabo por los componentes estructurales del Bacillus subtilis inactivado que estimulan receptores de reconocimiento de patrones como los Toll Like Receptors.

Su estimulación genera una cascada de activación intracelular con aumento de expresión de genes involucrados con el fortalecimiento de mecanismos de defensa de la inmunidad innata. Se produce:

• Un aumento de TGF-b el cual está involucrado en los procesos antiinflamatorios(6)
• Aumento de IL-8, responsable del reclutamiento de células inmunes en la mucosa (6)
• Aumento de la síntesis de ZO-1, una ocludina involucrada en las uniones estrechas entre los enterocitos (6)
• A su vez, aumenta la producción de Mucina tipo 2 (6)
• Mediante todos estos mecanismos, GAMAXINE^® también logra aumentar la producción de sIgA inespecífica (6)

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REFERENCIAS
1.Vighi G, Marcucci F, Sensi L, Di Cara G, Frati F. Allergy and the gastrointestinal system. Clin Exp Immunol. (2008) 153:3–6. doi: 10.1111/j.1365-2249.2008.03713.x
2.Maslowski KM,Mackay CR. Diet, gut microbiota and immune responses. Nat Immunol. (2010) 12:5–9. doi: 10.1038/ni0111-5
3 – Johansson, M.E.V., Ambort, D., Pelaseyed, T. et al (2011). Composition and functional role of the mucus layers in the intestine. Cell. Mol. Life Sci. 68, 3635. https://doi.org/10.1007/s00018-011-0822-3
4- Nagler-Anderson C (2001) Man the barrier! Strategic defences in the intestinal mucosa. Nat Rev Immunol 1: 59–67.
5- McGhee, J. R., & Fujihashi, K. (2012). Inside the mucosal immune system. PLoS biology, 10(9), e1001397. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1001397
6- Praxedes-Campagnoni Igor, Vecchi Bruno, Gumina Emanuel, Hernandez-Velasco Xochitl, Hall Jeffrey W., Layton Sherry (2021). Assessment of Novel Water Applied Prebiotic to Evaluate Gut Barrier Failure and Performance in Two Commercial Trials in Brazil. A Pilot Study With an Economic Perspective. Frontiers in Veterinary Science. DOI=10.3389/fvets.2021.652730. ISSN=2297-1769