[en] Clinical and experimental research have shown that ethanol alters the immune system, although the molecular mechanisms are unknown. Recent evidence indicates the role of Toll-like receptors (TLRs) in immune responses. In fact, alcohol treatment modulate the inflammatory response and cytokine release in macrophages suggesting the role of TLR4 in the ethanol-induced damage. We have studied the interactions of ethanol with TLRs and evaluated the mechanisms by which ethanol can modulate the responses of this receptor in RAW 264.7 cells, and primary culture of peritoneal macrophages and microglial cells. Our results show: 1) Moderate doses of ethanol activates the innate immune response both in vivo and in vitro, in macrophages and microglia, inducing a signalling pathway associated with TLR4 and increasing the release of inflammatory mediators. The inflammatory response induced by ethanol is completely abrogated in microglia of TLR4 deficient mice 2) The effects of ethanol on the activation of macrophages depend on the dose administered: low/moderate concentrations (10-50 mM) activates the response of TLR4 and its signalling pathways, whereas high doses (100 or 200 mM) inhibit TLR4 response. 3) Ethanol interferes and inhibits the response induced by the TLR4 ligand, LPS. An important finding of this study is the involvement of lipid rafts in the activation mechanism of the TLR4 by ethanol. We demonstrated that ethanol, through its interaction with membrane lipids induces a recruitment into the lipid rafts of this receptor, as well as signalling molecules. We suggest that ethanol, through interactions with these microdomains, might modulate other membrane receptors such as TLR2. Furthermore, we demonstrate that acute ethanol treatment modulate adaptive immunity leading to increased expression of molecules involved in antigen presentation (MHC-I and MHC-II) and their recruitment into lipid rafts. By contrast, chronic ethanol consumption inhibits the expression of these molecules, which might lead to the suppression of the immune response to pathogens, as observed in alcoholic patients. Overall, our results not only provide the first evidence of the critical role of TLR4 response in ethanol-induced activation in phagocytic cells, but also a new understanding of the basic mechanisms involved in ethanol-induced damage and causes neuroinflammatory processes.

[es] Trabajos clínicos y experimentales han demostrado que el etanol altera al sistema inmunitario. Aunque los mecanismos moleculares se desconocen, se ha demostrado que sus acciones sobre el sistema inmunitario son complejas y dependen de la dosis, el tiempo de exposición (agudo o crónico), tipo celular y presencia o ausencia de estímulos adicionales, como patógenos. Evidencias recientes indican el papel de los receptores tipo Toll (TLR) en la respuesta inmunitaria innata y, posiblemente, en la adquirida. De hecho, el tratamiento agudo de alcohol parece inhibir la respuesta inflamatoria y la liberacion de citocinas mediada por los receptores TLR en macrófagos. Por el contrario, el tratamiento crónico causa una activación de la vía NFκB, incrementando la expresión de citocinas, que a su vez, activan diferentes vías de señalizacion en hígado, hepatocitos y cerebro, que pueden conllevar a daño inflamatorio. Estos resultados sugieren que el etanol podría activar las vías de señalización asociadas a los receptores IL-1RI/TLR4. En el presente trabajo se han estudiado las posibles interaciones del etanol con los receptores TLR y se han evaluado los mecanismos por los que el etanol puede modular las respuestas de estos receptores, tomando como variables: diferentes dosis de etanol, tipos celulares y presencia o ausencia de ligandos. Para estos objetivos hemos utilizado las celulas RAW 264.7 (línea celular de macrófagos de ratón), macrófagos peritoneales y células microgliales en cultivo primario (principales células inmunes del sistema nervioso central). Los resultados obtenidos demuestran: 1) El etanol, a dosis moderadas, activa la respuesta innata inmunitaria tanto in vivo como in vitro, en macrófagos y en microglía, induciendo la cascada de señalización asociada al receptor TLR4 e incrementando la liberación de mediadores inflamatorios. En ratones deficientes en el TLR4-/- no se observa la inducción por el etanol de citocinas y mediadores inflatorios. 2) Los efectos del etanol sobre la activación de los macrófagos dependen de la dosis suministrada: concentraciones moderadas (50 mM), activan la respuesta de los TLR4 y su cascada de señalización, mientras que altas dosis (100 ó 200 mM) inhiben esta respuesta. 3) El etanol inhibe la respuesta de los TLR4 inducida por su ligando LPS. Refrente al mecanismo de la activacion del TLR4 por el etanol, demostramos que el etanol, a través de sus interacciones con los lípidos de membrana, induce un reclutamiento de este receptor y de las moléculas asociadas a su señalización hacia los microdominios de membrana "lipid rafts". Sugerimos que a través de sus interaciones con estos microdominios podría interacionar con otros receptores de membrana, como el TLR2. Además, demostramos que tratamientos agudos de etanol modulan la inmunidad adaptativa produciendo un aumento de la expresión de moléculas que interviene en la presentación antigénica (MHC-I y MHC-II) y su reclutamiento hacia lipid rafts. Por el contrario, el consumo crónico de etanol inhibe la expresión de estas moléculas, lo que podría causar supresión de la respuesta a patógenos, tal y como se observa en pacientes alcohólicos. Globalmente, nuestros resultados no sólo proporcionan la primera evidencia del papel crítico de la respuesta del TLR4 en la activación inducida por el etanol en células fagocitarias, sino también una nueva comprensión de los mecanismos básicos que participan en el daño inducido por etanol a nivel sistémico y en procesos neuroinflamatorios.