La inmunidad más baja y las infecciones recurrentes son comunes en la diabetes tipo 1 y tipo 2. Investigadores del Instituto Karolinska en Suecia ahora muestran que el sistema inmunológico de las personas con diabetes tiene niveles más bajos del péptido antimicrobiano psoriasina, que compromete la barrera celular de la vejiga urinaria, lo que aumenta el riesgo de infección del tracto urinario. El estudio se publica en Nature Communications.
La diabetes regula a la baja el péptido antimicrobiano psoriasina y aumenta la carga de E. coli en la vejiga urinaria
Resumen
Se sabe que la diabetes aumenta la susceptibilidad a las infecciones, en parte debido a la alteración de la función de los granulocitos y los cambios en la inmunidad innata. Aquí, investigamos el efecto de la diabetes y la glucosa alta en la expresión del péptido antimicrobiano, la psoriasina y las supuestas consecuencias para la infección del tracto urinario por E. coli. Se estudian las células exfoliadas de sangre, orina y orina de los pacientes. La influencia de la glucosa y la insulina se examina durante pinzamientos hiperglucémicos en individuos con prediabetes y en pacientes con pinzamiento hiperinsulinémico euglucémico con diabetes tipo 1.
Hallazgos importantes se confirman in vivo en ratones diabéticos tipo 2 y se verifican en líneas de células uroepiteliales humanas. Las altas concentraciones de glucosa inducen niveles más bajos de psoriasina y alteran la función de la barrera epitelial junto con la alteración de las proteínas de la membrana celular y los elementos del citoesqueleto, lo que resulta en un aumento de la carga bacteriana. El tratamiento con estradiol restaura la función celular con el aumento de la psoriasina y la muerte bacteriana en las células uroepiteliales, lo que confirma su importancia durante la infección del tracto urinario en la hiperglucemia. En conclusión, nuestros hallazgos presentan los efectos y los mecanismos subyacentes de la glucosa alta que compromete la inmunidad innata.
Representación esquemática de respuestas inmunes uroepiteliales alteradas en glucosa alta. El impacto de la glucosa alta en las células uroepiteliales y los efectos de la psoriasina, IL-1β, IL-6 y estradiol en el fondo de las células uroepiteliales expuestas a la glucosa alta se demuestran en el estudio actual. Cambios inmunológicos que ocurren debido a glucosa alta en comparación con una condición de glucosa baja. b La glucosa alta regula significativamente a la baja la psoriasina, IL-1β, IL-6, ocludina, SOCS3 y RhoB sin alterar el nivel de pSTAT-3, pero regula al alza la expresión de AHR, caveolina 1 con un aumento de YAP/TAZ nuclear y actina cortical que conduce a un aumento de la actividad bacteriana. carga. La infección por E. coli aumenta aún más la expresión de MRC1 en células tratadas con alto contenido de glucosa. c Las células tratadas con glucosa alta suplementadas con IL-1β aumentan la IL-6 y la psoriasina. La suplementación con IL-6 aumenta la psoriasina, SOCS3 y da como resultado una reducción de YAP/TAZ nuclear. d La suplementación con péptido de psoriasina aumenta la ocludina y disminuye la caveolina 1 en las células tratadas con glucosa alta. El estradiol revierte el efecto de la glucosa alta y aumenta la IL-6, la psoriasina y la actina cortical con YAP/TAZ nuclear reducido, lo que conduce a una mayor destrucción de bacterias intracelulares incluso en células tratadas con glucosa alta.
Comentarios
La diabetes es el resultado de la falta de insulina y/o la disminución de la acción de la insulina. La insulina es una hormona que regula la glucosa (azúcar) y por lo tanto la energía a las células. En la diabetes tipo 1, el cuerpo deja de producir insulina, mientras que en la diabetes tipo 2, las células se vuelven menos sensibles a la insulina, lo que contribuye a los niveles elevados de glucosa en sangre. La diabetes es una enfermedad común que afecta la salud de muchas maneras.
Un efecto es que compromete el sistema inmunitario innato, lo que deja a muchas personas con una mayor susceptibilidad a las infecciones regulares, como las infecciones del tracto urinario (ITU) causadas por la bacteria E. coli. En las personas con diabetes, es más probable que esto provoque una intoxicación sanguínea general, sepsis, que se origine en el tracto urinario.
Un antibiótico endógeno
Los investigadores del Karolinska Institutet ahora han investigado si los niveles de glucosa en personas con diabetes (tipo 1, tipo 2 o prediabetes) están relacionados con la psoriasina, un antibiótico endógeno que forma parte del sistema inmunitario innato.
Usando orina, células de la vejiga urinaria y muestras de suero sanguíneo de los pacientes, los investigadores analizaron los niveles de psoriasina y otros péptidos necesarios para garantizar que la mucosa de la vejiga permanezca intacta y proteja contra la infección. Luego, los hallazgos se verificaron en ratones y células de la vejiga urinaria con y sin infección.
“Descubrimos que las altas concentraciones de glucosa reducen los niveles del péptido antimicrobiano psoriasina, mientras que la insulina no tiene ningún efecto”, dice Annelie Brauner, profesora del Departamento de Microbiología, Tumor y Biología Celular del Instituto Karolinska, quien dirigió el estudio.
“Las personas con diabetes tienen niveles más bajos de psoriasina, lo que debilita la función de barrera protectora de las células y aumenta el riesgo de infección de la vejiga”.
La terapia con estrógenos redujo la población bacteriana
El grupo de investigación del profesor Brauner ha demostrado previamente que el tratamiento con estrógeno restaura la función protectora de las células de la vejiga en humanos y ratones y, por lo tanto, ayuda a regular la respuesta inmunitaria a una infección urinaria. Por lo tanto, los investigadores probaron cómo el tratamiento con estrógenos afecta a las células infectadas expuestas a altas concentraciones de glucosa. Descubrieron que el tratamiento aumentó los niveles de psoriasina y redujo las poblaciones bacterianas, lo que indica que el tratamiento también puede tener un efecto entre los pacientes con diabetes.
“Ahora planeamos profundizar en los mecanismos subyacentes de las infecciones en personas con diabetes”, dice el autor principal del estudio, Soumitra Mohanty, investigador del mismo departamento en Karolinska Institutet. “El objetivo final es reducir el riesgo de infección en este creciente grupo de pacientes”.
El estudio se realizó en colaboración con el Hospital Universitario Karolinska, Región de Estocolmo, la Universidad de Capio y Uppsala en Suecia y la Universitätsklinikum Schleswig-Holstein en Alemania. Fue financiado en gran parte por la Fundación Olle Engkvist, Región de Estocolmo (financiación ALF), la Fundación de Investigación KI, la Sociedad Sueca de Medicina, la Sociedad Sueca de Investigación Médica (SSMF), la Fundación Conmemorativa Clas Groschinsky, la Fundación Åke Wiberg y la Fundación Magnus Bergvall. No hay conflictos de intereses reportados.
