HELIOS MARTÍNEZ BANACLOCHA¹, JUAN JOSE MARTINEZ GARCIA², DIEGO ANGOSTO BAZARRA², CARLOS DE TORRE MINGUELA³, ALBERTO BAROJA MAZO², CRISTINA ALARCON VILA³, Laura Martinez Alarcon², JOAQUÍN AMORES INIESTA⁴, Mª ROSARIO FÁTIMA MARTÍN SÁNCHEZ³, CARLOS MANUEL MARTINEZ CACERES⁵, Ada González Lisorge⁶, José Fernández Pacheco⁶, Piedad Martínez Gil⁶, Juan Luján⁷, Francisco Acosta Villegas⁶, Pascual PARRILLA PARICIO³, Carlos Garcia Palenciano², PABLO PELEGRIN VIVANCOS²

(1) INMUNOLOGÍA E INMUNOTOLERANCIA EN TRASPLANTES Y ENFERMEDADES DE BASE INMUNOLÓGICA, IMIB, España
(2) CIRUGÍA DIGESTIVA, ENDOCRINA Y TRASPLANTE DE ÓRGANOS ABDOMINALES, IMIB, España
(3)
(4) MICOPLASMOSIS: EPIDEMIOLOGÍA E INTERACCIÓN PATÓGENO-HOSPEDADOR, IMIB, España
(5) PLATAFORMA DE PATOLOGÍA, IMIB, España
(6) Unidad de Reanimación, Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, 30120, España (Región de Murcia)
(7) Servicio de Cirugía General, Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, 30120, España (Región de Murcia)

PMID: 31221993
Referencia: Martínez-García JJ, Martínez-Banaclocha H, Angosto-Bazarra D, de Torre-Minguela C, Baroja-Mazo A, Alarcón-Vila C, Martínez-Alarcón L, Amores-Iniesta J, Martín-Sánchez F, Ercole GA, Martínez CM, González-Lisorge A, Fernández-Pacheco J, Martínez-Gil P, Adriouch S, Koch-Nolte F, Luján J, Acosta-Villegas F, Parrilla P, García-Palenciano C, Pelegrin P. P2X7 receptor induces mitochondrial failure in monocytes and compromises NLRP3 inflammasome activation during sepsis. Nat Commun. 2019 Jun 20;10(1):2711. doi: 10.1038/s41467-019-10626-x. PubMed PMID: 31221993; PubMed Central PMCID: PMC6586640.
ISSN: 2041-1723
Revista: Nature Communications
Factor de impacto (2017): 16.6
Cuartil: 1 PRIMER DECIL

La sepsis se caracteriza por una respuesta inflamatoria sistémica inicial seguida por una inmunosupresión del huésped. Esta inmunosupresión da lugar a una profunda desactivación de los leucocitos asociada con complicaciones clínicas, infecciones secundarias fatales y con la mayoría de las muertes producidas en la fase tardía de la sepsis. La activación del inflamasoma NLRP3 a través del receptor purinérgico P2X7 es importante para establecer una respuesta inflamatoria, sin embargo, existe cierta controversia sobre su función en la sepsis. Diferentes estudios en ratón han descrito que la deficiencia de P2X7 puede resultar en una mayor mortalidad o supervivencia, lo que denota una alta variabilidad en la mortalidad en modelos animales de sepsis. Todo ello justifica la necesidad de investigar en humanos como el receptor P2X7 controla el inflamasoma NLRP3 en la sepsis y su implicación en la inmunosupresión observada durante el desarrollo de la misma.

Se extrajeron células mononucleadas a partir de sangre periférica (CMSP) de 35 pacientes con sepsis intraabdominal, 11 controles sanos y 14 pacientes con cirugía abdominal que no desarrollaron sepsis. También se emplearon macrófagos derivados de médula ósea (BMDM) de ratones silvestres y deficientes en P2X7 (P2rx7-/-). Las CMSP y BMDM se trataron con ATP y antagonistas específicos de P2X7, antimicina A o FCCP en presencia o ausencia de PDTC o echinomicina. Posteriormente se trataron con LPS de E. Coli O55:B5 y se estimularon con ATP o nigericina durante 20-30 minutos. Las citoquinas se midieron en plasma y sobrenadantes celulares mediante ELISA y ensayos multiplex. Adicionalmente, se midió la formación de agregados intracelulares de ASC, la expresión de HIF-1?, la expresión de P2X7, la presencia de caspasa-1 activa y la producción de ROS mitocondriales mediante citometría de flujo. El potencial de membrana mitocondrial se determinó usando el compuesto JC-10. La inducción de sepsis por CLP se realizó en ratones C57BL/6 (WT) y P2X7R deficientes (P2rx7-/-). Un grupo de ratones recibió una inyección intraperitoneal de ATP (0.5 mg/g) o suero salino 30 minutos antes de la CLP. 24 h tras la realización de la CLP se sacrificó a los animales por inhalación de CO2 para la recolección de muestras de sangre y lavado peritoneal. El análisis estadístico se realizó con el software GraphPad Inc.

Las CMSP de pacientes con sepsis abdominal presentaron una menor liberación de IL-1? que en los grupos control, tras la activación del inflamasoma NLRP3 a través del receptor P2X7 (Figura anexa 1a). Además, la activación de NLRP3 fue muy baja en un grupo de pacientes sépticos a los que denominamos “NLRP3 immunocompromised” (Figura anexa 1b). Estos pacientes acumularon aproximadamente el 80% de las muertes registradas en el estudio (Figura anexa 1c) desde el día 9 tras su ingreso en adelante (Figura anexa 1d) y presentaron un incremento en parámetros clínicos asociados con una mayor mortalidad como el ?SOFA (“Sequential organ failure assesment score”), una estancia más larga en la unidad de cuidados críticos, y requirieron más días de ventilación mecánica (Figura anexa 1g-h). La expresión del receptor P2X7 en los monocitos de pacientes sépticos se asoció con la presencia de disfunción mitocondrial (Figura anexa 2a). Además, observamos que la activación de P2X7 en células mieloides induce disfunción mitocondrial (Figura anexa 2b), un aumento en la expresión de HIF-1? (“hipoxia inducible factor-1?”) (Figura anexa 2c), y una disminución en la activación de NLRP3 (Figura anexa 2d). En el modelo in vivo en ratones, la inyección de ATP previamente a la CLP produjo una disminución de la supervivencia de los ratones WT que no se produjo en los ratones P2rx7-/-, acompañada de una disminución de la liberación de IL-1? y un aumento de carga bacteriana en plasma (Figura anexa 2e). Finalmente, observamos que la inhibición de HIF-1? con echinomicina tras la activación de P2X7 era capaz de restaurar la activación de NLRP3 en monocitos (Figura anexa 2f).

En conclusión, en el presente trabajo describimos que la activación del inflamasoma NLRP3, a través de P2X7, en monocitos de pacientes sépticos se encuentra comprometida en algunos pacientes a los que se asocia con una mayor mortalidad. La expresión de P2X7 en los monocitos de pacientes sépticos se asocia con la presencia de disfunción mitocondrial. Además, la activación de P2X7 en células mieloides previa a la exposición con moléculas microbianas (LPS) induce daño mitocondrial y la expresión de HIF-1?, lo que da lugar a una activación defectuosa del inflamasoma NLRP3. Según estos resultados, las terapias dirigidas a disminuir el ATP extracelular o bloquear el receptor P2X7, podrían proporcionar un tratamiento individualizado para pacientes sépticos y mejorar su supervivencia.