context: Port d’Entrée for Respiratory Infections – Does the Influenza A Virus Pave the Way for Bacterias? https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5742597/SHA: ee0050c6fb81a4067d134010d0c80d21edb5df0bAutores: Siemens, Nikolai; Oehmcke-Hecht, Sonja; Mettenleiter, Thomas C.; Kreikemeyer, Bernd; Valentin-Weigand, Peter; Hammerschmidt, SvenFecha: 2017-12-21DOI: 10.3389/fmicb.2017.02602Licencia: cc-byAbstract: Las coinfecciones bacterianas y virales de las vías respiratorias son El Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae y Streptococcus pyogenes son colonizadores frecuentes del tracto respiratorio superior. Los desequilibrios mediante la adquisición de virus estacionales, por ejemplo, el virus Influenza A, pueden conducir a la diseminación bacteriana al tracto respiratorio inferior, lo que a su vez puede dar lugar a una neumonía grave. En esta revisión, se resume el conocimiento actual sobre las coinfecciones bacterianas y virales del tracto respiratorio y se enfoca en posibles modelos experimentales adecuados para imitar esta enfermedad. La transmisión del VAI y la neumonía se modela principalmente por infección de ratón. Pocos estudios que utilizan hurones, ratas, cobayas, conejos y primates no humanos también están disponibles. Los conocimientos adquiridos de estos estudios llevaron a importantes descubrimientos y avances en la comprensión de estas enfermedades infecciosas. Sin embargo, los modelos de ratón y otras infecciones tienen limitaciones, especialmente en En este caso, se sugiere el uso de tejidos pulmonares modificados por ingeniería humana, tejidos pulmonares ex vivo humanos y modelos porcinos para estudiar las coinfecciones respiratorias, que podrían contribuir a una mayor traducción de los resultados a los seres humanos y mejorar tanto la salud animal como humana. Texto: En los últimos años la microbiota humana es cada vez más reconocida por desempeñar un papel crucial en la patogénesis de muchas enfermedades (Weinstock, 2012). El tracto respiratorio superior es un nicho natural para bacterias potencialmente patogénicas incrustadas en comunidades comensales que forman el microbioma nasofaríngeo. En particular, las comunidades microbianas de la nasofaringe (Hilty et al., 2012) están asociadas con enfermedades respiratorias, es decir, neumonía grave, que son responsables de una mortalidad y morbilidad considerables en humanos en todo el mundo (Prina et al., 2016). La composición del microbioma nasofaríngeo es altamente dinámica (Biesbroek et al., 2014a,b,c) y muchos factores, incluyendo factores ambientales y de acogida, pueden afectar a la colonización microbiana (Koppen et al., 2015). Estudios recientes sobre neonatos han demostrado que la microbiota respiratoria se desarrolla desde la flora mixta inicialmente transmitida maternalmente con predominio de la especie Streptococcus viridans hasta perfiles bacterianos específicos de nicho que contienen principalmente Staphylococcus aureus a alrededor de 1 semana de edad (Bosch et al., 2016a). Entre 2 semanas y 6 meses después del nacimiento, el predominio estafilococo declina y colonización con Streptococcus pneumoniae (pneumococci) como un patobionet predominante emerge (Miller et al., 2011; Bosch et La composición dinámica del microbioma está garantizada a través de la interacción entre las especies bacterianas, otros microbios y las condiciones ambientales cambiantes, así como las interacciones huésped-bacteria (Blaser y Falkow, 2009 ). La mayor parte del tiempo, el microbioma y su interacción con el huésped humano se cree que son beneficiosas para ambos (Pettigrew et al., 2008; Murphy et al., 2009 ). Sin embargo, los desequilibrios en la composición microbiana pueden conducir a la adquisición de nuevas especies virales o bacterianas e invasión de patógenos potenciales, que a su vez pueden llegar a ser perjudiciales, especialmente en personas mayores y niños con un sistema inmunológico agotado o inmaduro (Pettigrew et al., 2008; Blaser y Falkow, 2009; Murphy et al., 2009. Un ejemplo particular que muestra desequilibrios introducidos por dosis únicas de antibióticos fue demostrado por Ichinohe Mientras que la microbiota respiratoria comensal facilitó el soporte inmune contra la infección por el virus de la influenza A (IAV), el tratamiento oral con antibióticos resultó no sólo en un cambio de la composición bacteriana, sino también en la inmunidad de células CD4 T-, CD8 T- y B- tras la infección por el virus de la gripe A en ratones (Ichinohe et al., 2011). Los análisis de microbiomas orofaríngeos humanos durante la pandemia de VAI H1N1 de 2009 revelaron que a nivel filo, la abundancia de Fermicutos y Proteobacterias se aumentó en pacientes con neumonía en comparación con controles saludables (Leung et al., 2013). Sin embargo, otro estudio publicado en el mismo año contradijo estos resultados (Chaban et al., 2013). Chaban y sus colegas analizaron microbiomas de 65 pacientes del brote de VAI H1N1 en 2009. Aunque la composición filogenética de los pacientes con neumonía estuvo dominada por Fermicutes, Proteobacterias y Actinobacterias, no se observaron diferencias significativas entre los pacientes y los controles sanos ni ninguna otra variable probada, incluyendo edad y género (Chaban et al., 2013). En esta revisión se discuten infecciones bacterianas secundarias del tracto respiratorio después de la infección primaria por el VAI con un enfoque en los mecanismos por los cuales estas interacciones son potencialmente mediadas, y se proporcionará una visión de la contribución del huésped y consecuencias inmunológicas. Además, nos centramos en modelos animales potenciales adecuados para imitar la colonización bacteriana asintomática y la progresión de la enfermedad y por lo tanto, permitiendo estudiar estrategias de adaptación, interacciones viral-bacterianas y respuestas inmunes en estas coinfección altamente letales. Los virus de la influenza A pertenecen a la familia de Orthomyxoviridae y se basan en la antigenicidad de su hemaglutinina (HA) y neuraminidasa (NA) que se clasifican en 16 subtipos clásicos de la HA y 9 de la NA clásica (Neumann et al., 2009). Los genomas de 8 segmentados de los virus de la gripe A se caracterizan por una plasticidad significativa. Debido a mutaciones puntuales y eventos de re-asociación surgen nuevas variantes o cepas con potencial epidémico o pandémico (Neumann et al., 2009). Además, la gripe puede transmitirse entre animales, incluyendo cerdos, aves, caballos y humanos, por lo que es una enfermedad zoonótica (van der Meer et al., 2010). La gripe estacional suele resolverse sin consecuencias en individuos sanos. Sin embargo, se estima que los efectos estacionales de la gripe entre el 5 y el 10% de la población mundial resultan en alrededor de 250.000 a 500.000 muertes anuales (Tjon-Kon-Fat et al., 2016). Con mayor riesgo de desarrollar neumonía bacteriana secundaria son individuos con comorbilidades, personas de edad avanzada (edad > 65), mujeres embarazadas y niños menores de 1 año (Rothberg et al., 2008). Durante mucho tiempo se consideró que la cepa H1N1, un virus H1N1 similar al de las aves, causó directamente la mayoría de las muertes durante la pandemia de 1918-1919 (gripe española), a menudo de una neumonitis hemorrágica que progresa rápidamente a síndrome de dificultad respiratoria aguda y muerte (Osterholm, 2005; Gerberding, 2006; Oxford et al., 2006). La pandemia mató alrededor de 50 millones de personas en todo el mundo y Sin embargo, muchos de los hallazgos han sido reinterpretados en los últimos años (Brundage y Shanks, 2007; Chien et al., 2009). Se estima que alrededor del 95% de todos los casos graves y muertes fueron atribuidas a infecciones secundarias con patógenos bacterianos, principalmente por Streptococcus pneumoniae (Morens et al., 2008). Estudios individuales limitados a ciertas regiones identificaron también otros patógenos comúnmente colonizando el tracto respiratorio, incluyendo Staphylococcus aureus, grupo A streptococcus (GAS) y Haemophilus influenzae (Brundage y Shanks, 2008). Durante las siguientes dos pandemias (H2N2 Asian Flu 1957 y H3N2 Hong Kong Flu 1968 -1969 coinfección bacteriana fueron menos probables que la causa de muerte fuera la gripe española (Giles y Shuttle Sin embargo, la neumonía representó alrededor del 44% de las muertes durante la gripe asiática (Giles and Shuttleworth, 1957). La mayoría de las muertes resultantes de la neumonía ocurrieron en individuos con enfermedades crónicas, es decir, enfermedades pulmonares crónicas, carditis reumática e hipertensión (Giles and Shuttleworth, 1957). En 1957-1958, S. aureus fue predominantemente aislado de casos de neumonía fatal (Hers et al., 1957 (Hers et al., 1958 Robertson et al., 1958; Martin et al., 1959), mientras que S. pneumoniae regresó como causa predominante de neumonía grave durante la gripe de Hong Kong (Sharrar, 1969; Bisno et al., 1971; Burk et al., 1971; Schwarzamann et al., 1971). Cuarenta años más tarde, en 2009, surgió un nuevo virus H1N1 de origen porcino que volvió a causar una pandemia (Dawood et al., 2009 (Dawood et al., 2012 ). A diferencia de la gripe asiática y de Hong Kong, las tasas de mortalidad fueron bastante bajas, pero la mayoría de las muertes ocurrieron en jóvenes sanos sin condiciones subyacentes (Reichert et al., 2010; Monsalvo et al., 2011; Dawood et al., 2012). Alrededor del 25-50% de los casos graves o mortales se relacionaron con complicaciones debidas a neumonía bacteriana (Dominguez-Cherit et al., 2009; Estenssoro et al., 2010; Mauad et al., 2010; Shieh et al., 2010 ). Aunque se produjeron variaciones regionales, los neumococos y S. aureus fueron las especies bacterianas más frecuentemente aisladas (Mauad et al., 2010; Shieh et al., 2010; Rice et al., 2012). El estreptococo del grupo A estuvo ausente en muchos brotes de neumonía local asociados con virus, pero predominó en otros (Brundage and Shanks, 2008; Ampofo et al., 2010). Cuando aparece, es típicamente tercero en incidencia (Chaussee et al., 2011). En general, los datos sobre brotes pandémicos sugieren que la gravedad y mortalidad de la enfermedad pueden estar vinculados a patógenos bacterianos secundarios con variaciones dependiendo de las regiones y el estado de inmunidad de la población (Brundage and Shanks, 2008; Shanks et al., 2010 Shanks et al., 2011 McCullers, 2013). Hay cada vez más evidencia de que la microbiota nasofaríngea desempeña un papel importante en la patogénesis de las infecciones respiratorias víricas agudas (Teo et al., 2015; de Steenhuijsen Piters et al., 2016; Rosas-Salazar et al., 2016a,b). Se ha demostrado que los virus respiratorios, incluido el VAI, alteran la adherencia bacteriana y la colonización, lo que aumenta el riesgo de infecciones bacterianas secundarias (Tregoning y Schwarze, 2010). Los neumococci, S. aureus y el GAS son importantes patógenos Gram positivos humanos. Todos ellos son colonizadores frecuentes de la nasofaringe humana y comparten muchas características, incluidos los mecanismos patógenos y los aspectos clínicos (Figura 1). El Staphylococcus aureus coloniza persistentemente alrededor del 30% de la población humana y los nichos típicos incluyen nares, axilas y piel (Peacock et al., 2001; von Eiff et al., 2001; van Belkum et al., 2009). Causan una variedad de manifestaciones clínicas que van desde infecciones leves de la piel hasta neumonía necrotizante fatal. En las últimas décadas, el patógeno se hizo resistente a un número creciente de antibióticos y S. aureus resistente a la meticilina (MRSA) es ahora una causa importante de infecciones adquiridas en hospitales (Hartman y Tomasz, 1984; Ubukata et al., 1989; Zetola et al., 2005). También el aumento de cepas de S. aureus adquiridas en la comunidad es de especial preocupación, porque ciertos clones están asociados con infecciones muy graves (Rasigade Estudios prospectivos recientes demostraron un aumento en la proporción de S. aureus sensibles a la meticilina adquirida por la comunidad en casos de neumonía grave (McCaskill et al., 2007; Sicot et al., 2013). El neumococo es un colonizador típico de la nasofaringe humana. Alrededor del 20-50% de los niños sanos y del 8-30% de los adultos sanos son colonizados asintomáticamente (McCullers, 2006). Los neumococos causan enfermedades que van desde leves, es decir, sinusitis, conjuntivitis y otitis media, hasta infecciones más graves y potencialmente mortales, incluyendo neumonía adquirida por la comunidad, bacteremia y meningitis (Bogaert et al., 2004; Valles et al., 2016). Esta bacteria se asocia con altas tasas de morbilidad y mortalidad en grupos de riesgo como individuos inmunocomprometidos, niños y ancianos (Black et al., 2010; Valles et al., 2016). Los estreptococos del grupo A colonizan la boca y el tracto respiratorio superior en alrededor del 2-5% de la población mundial (Okumura y Nizet, 2014). Las infecciones más comunes, no invasivas y leves causadas por el GAS son amigdalitis y faringitis con 600 millones de casos estimados al año (Carapetis et al., 2005). Enumerado como el número nueve en la lista de asesinos globales con alrededor de 500.000 muertes anuales (Carapetis et al., 2005), es obvio que este patógeno puede causar infecciones invasivas graves, incluyendo neumonía, sepsis, síndrome de shock tóxico estreptocócico, e infecciones cutáneas necrotizantes (Cunningham, 2000; Carapetis et al., 2005). Aunque los tres patógenos son capaces de causar enfermedades altamente letales, el más mortal sigue siendo el neumocococo, estimado para causar aproximadamente el 10% de todas las muertes en niños menores de 5 años de edad (O'Brien et al., 2009), en los ancianos (Marrie et al., 2017), y en individuos inmunocomprometidos (Baxter et al., 2016). El virus de la gripe A se une a través de la HA al ácido siálico α2,3 o α2,6 ligado a la superficie de las células epiteliales del tracto respiratorio superior e inferior (Webster et al., 1992). Las cepas estacionales muestran generalmente afinidad a los ácidos siálicos α2,6 ligados a la tráquea humana, mientras que los virus similares a los de la ave se unen preferentemente a los ácidos siálicos α2,3 ligados a las células alveolares de tipo II (Shinya et al., 2006; van Riel et al., 2007 van Riel et al.,, 2010. La liberación de ARN genómico viral en el citosol activa diferentes vías de respuesta inmune. La unión del ARN viral al gen inducible del ácido retinoico 1 induce la expresión de los interferones de tipo I y III y activa el factor de transcripción NF-B, que a su vez activa la liberación de citocinas proinflamatorias (Durbin et al., 2013; Iwasaki y Pillai, 2014). Además, la activación del inflamatorio conduce a la liberación de IL-1β e IL-18 (Pothlichet et al., 2013; Iwasaki y Pillai, 2014). Todas estas respuestas se supone que promueven el aclaramiento viral. Sin embargo, la presencia de proteínas virales durante la infección induce también la activación directa de la vía apoptótica intrínseca o indirecta mediante la producción de citocinas inflamatorias, resultando en apoptosis o incluso necrosis del epitelio (Korteweg y Gu, 2008) Además, la coagulación aberrante inducida por la infección por virus provoca una respuesta hiperinflamatoria (Yang y Tang, 2016). Todos estos eventos contribuyen a la lesión del tejido pulmonar (Imai et al., 2008; Davidson et al., 2014). El daño epitelial debido a la replicación viral proporciona un ambiente beneficioso para la unión bacteriana inicial (Plotkowski et al., 1993). Por otro lado, las bacterias ya colonizadas pueden aumentar la virulencia del virus de la gripe, ya sea secretando directamente las proteasas que se cortan y activan HA (Figura 2 ) (Bottcher-Friebertshauser et al., 2013) o, indirectamente, activando proteasasas del huésped como el plasminógeno, lo que aumenta las tasas de replicación y la infectividad del virus (Scheiblauer et Las bacterias potencialmente patógenas, incluyendo las tres especies mencionadas anteriormente, expresan un arsenal de factores de virulencia responsables de la unión a las estructuras humanas huésped. Componentes de la superficie microbiana que reconocen las moléculas de la matriz adhesiva FIGURA 1  Modelos potenciales para estudiar coinfecciones bacterianas y virales del tracto respiratorio. S. pneumoniae, S. aureus, S. pyogenes y S. suis son colonizadores frecuentes del tracto respiratorio superior. La infección estacional por VAI puede conducir a un mayor riesgo de infecciones bacterianas secundarias, es decir, neumonía. Se pueden utilizar varios modelos experimentales para estudiar estas infecciones graves. Las muestras de pacientes, incluido el tejido pulmonar ex vivo, son materiales de elección, pero son raras debido a consideraciones éticas. Las coinfecciones bacterianas y virales in vivo se realizan principalmente en ratones, lo que no se parece necesariamente a la fisiología humana y al sistema inmunitario. Por lo tanto, sugerimos utilizar el modelo porcino, que casi se asemeja a más del 80% del sistema inmunitario humano. (MSCRAMM), tales como PspC, PspA y PsaA en neumococci (Hammerschmidt, 2006), SPA, FnbA, ClfA y ClfB en S. aureus (Bartlett y Hulten, 2010; Otto, 2010), y proteína M, PrtF1 y PrtF2 en GAS (Cunningham, 2000), respectivamente, y las llamadas proteínas iluminantes de la luna expresadas por las tres especies, por ejemplo, GAPDH, enolasa o PGK (Fulde y otros, 2013), permiten a las bacterias unirse a células o moléculas dañadas de la matriz extracelular, incluyendo fibronectina, fibrin, fibrinógeno y colágenos, o proteínas fibrinolíticas como plasminógeno (McCullers y Rehg, 2002; Bergmann Una vez que se produce la unión inicial, citotoxinas bacterianas, incluyendo neumolisina de neumococos (Garcia-Suarez Mdel et al., 2007; Zahlten et al., 2015), α-hemolisina y leucocidinas de S. aureus (Mairpady Shambat et al., 2015) y Streptolysins S y O y exotoxina pirogénica pirogénica B de S. pyogenes (Tsai et al., 1998; Gurel et al., 2013; Siemens et al., 2015 Siemens et al.,, 2016, pueden sinergizar con contrapartes virales para aumentar aún más la patología del tejido pulmonar. Entre los posibles mecanismos adicionales por los que podría producirse la colonización inicial del tracto respiratorio inferior y daño del tejido pulmonar se incluyen la potenciación del desarrollo de neumonía por parte de la neuraminidasa del VAI mediante la eliminación enzimática del ácido siálico del pulmón, exponiendo así los receptores del huésped para la adhesión neumocócica (McCullers y Bartmess, 2003). El estado inflamatorio del huésped en respuesta a la infección viral puede alterar la presentación de los receptores en la superficie, permitiendo así la invasión bacteriana (Cundell y Tuomanen, 1994). A medida que el paciente comienza a recuperarse de la infección viral, pueden ocurrir infecciones bacterianas secundarias (Louria et al., 1959) debido a la curación incompleta de la herida y la exposición de los componentes de la membrana del huésped, incluyendo lamina, colágenos tipo I y IV a las MSCRAMMs bacterianas clásicas ( Las células epiteliales son las primeras en responder a las infecciones pulmonares, seguidas por los macrófagos alveolares residentes en el tejido. Promueven el aclaramiento viral a través de fagocitosis, eferocitosis y liberación de citocinas y quimioquinas para promover las respuestas inmunes (Hashimoto et al., 2007; Kumagai et al., 2007; Wang et al., 2012; Hillaire et al., 2013). Los virus respiratorios como el VAI son capaces de inducir la supresión y muerte de los macrófagos alveolares residentes (Figura 2 ) (Ghoneim et al., 2013). Estas células suelen ser reemplazadas por la diferenciación de monocitos derivados de la sangre reclutados en macrófagos de diferentes patrones de polarización, lo que a su vez crea un retraso en el aclaramiento de patógenos y Además, la inducción de interferones como respuesta a la infección viral compromete la detección inmunitaria de bacterias Gram-positivas por neutrófilos y macrófagos, lo que normalmente eliminaría las bacterias de los pulmones (Figura 2 ) (Sun y Metzger, 2008; Tian et al., 2012). El mecanismo exacto subyacente a este fenómeno todavía no se entiende. Varios estudios sugieren que el ARN viral activa los receptores de tipo peaje (TLR) 2 y TLR4 y, en consecuencia, la producción de interferones de tipo I para promover un estado antiviral (Shahangian et al., 2009). La infección posterior por bacterias Gram-positivas, p. ej., pneumococci, potencia la expresión de interferón tipo I, que a su vez suprime la producción de la quimioquina CCL2 y el reclutamiento de macrófagos (Nakamura Frontiers in Microbiology  www.bordersin.org FIGURE 2  La interacción entre el VAI, las bacterias y el huésped humano. El daño epitelial debido a la replicación viral proporciona un ambiente beneficioso para la unión bacteriana (Bact.). El VAI es capaz de inducir la supresión y muerte de los macrófagos alveolares residentes (AM), que a su vez retrasa el aclaramiento viral. La liberación de ARN viral activa diferentes vías de respuesta inmune que resultan en tormenta de citoquinas. Los interferones de tipo I y III comprometen el reconocimiento inmune de bacterias Gram-positivas por neu Además, podrían suprimir la función celular asesina natural (NK), incluyendo la liberación de TNF, que activa los macrófagos alveolares. Después de la inflamación inicial, la situación podría empeorar debido a la infiltración celular de los pulmones por neutrófilos (PMN), lo que conduce a un aumento de la desgranulación y el daño tisular por moléculas efectoras, incluyendo la proteína de unión a la heparina (HBP). et al., 2011). Otro estudio de Shahangian et al. (2009) reveló que el estado antiviral conduce a la producción deteriorada de quimioattractantes neutrófilos CXCL1 y CXCL2, que a su vez promueve respuestas inmunológicas menos eficaces debido a las funciones neutrófilas atenuadas durante la fase temprana de la invasión neumocócica. Otros estudios encontraron que los pulmones expuestos habían dañado las respuestas La reducción de la producción de TNFα por las células NK se identificó como un mecanismo previo crucial de las actividades antimicrobianas deprimidas por los macrófagos alveolares (Figura 2 ) (Small et al., 2010). Parece probable que IAV NA también sea capaz de activar los receptores de células huésped de manera dependiente de TGF-β, lo que a su vez promueve la invasión de GAS y la patología pulmonar posterior (Li et al., 2015). Estudios in vitro sobre la interacción entre las células dendríticas humanas y los neumococos IAV revelaron TLR3 como un sensor crucial de ARN viral y bacteriano que conduce a una producción mejorada de IL-12p70, que a su vez podría promover un estado antiviral mediante la regulación de los interferones (Yamamoto et al., 2004; Spelmink Sin embargo, cabe señalar que dependiendo de la especie bacteriana la manifestación de la enfermedad y las respuestas inmunes innatas subyacentes pueden variar (Sharma-Chawla et al., 2016). Muchos de los estudios experimentales sobre los mecanismos de la enfermedad y las respuestas inmunitarias se basan en una infección bacteriana posterior en horas o pocos días después de la infección por VAI. Sin embargo, las infiltraciones bacterianas de los pulmones pueden ocurrir mucho más tarde, es decir, durante el inicio de la cicatrización de heridas después del aclaramiento parcial del VAI, que se ha reportado en la mayoría de los estudios realizados en los últimos años (Snelgrove et al., 2008; Hussell y Cavanagh, 2009 ). Estos procesos se caracterizan por un estado antiinflamatorio general y la supresión de mecanismos involucrados en el aclaramiento de patógenos debido al aumento de la producción de interleucina-10 (van der Sluijs et al. El estado antiinflamatorio suprime la expresión de los receptores de reconocimiento de patrones (PRR) en fagocitos profesionales que conducen a la fagocitosis alterada y la muerte de microbios. Estos eventos podrían permitir el sobrecrecimiento bacteriano en los pulmones y patología tisular (Sun and Metzger, 2008; Goulding et al., 2011). Al igual que otras enfermedades infecciosas graves causadas por agentes individuales, la neumonía se caracteriza por condiciones hiperinflamatorias de los pulmones al inicio de la infección, seguido de un estado hipoinflamatorio con parálisis inmune (Morton et al., 2014). En las coinfecciones, después de la inflamación inicial en respuesta a la infección viral, la situación podría empeorar debido a la invasión bacteriana y la infiltración celular mejorada de los pulmones por neutrófilos, lo que conduce a un aumento del daño tisular y la tormenta de citoquinas (Figura 2 ) (Conenello et al., 2007; McAuley et al., 2007 McAuley et al.,, 2010 Porto y Stein, 2016). Además, el sistema de coagulación se activa y contribuye a la respuesta fisiopatológica a la infección (van der Poll y Herwald, 2014). Bacterias como pneumococci, S. aureus y GAS pueden activar y modular el sistema de coagulación, lo que conduce a una amplia expresión del factor tisular e incrementar el riesgo de coagulopatía grave Shannon et al., 2013; Walters et Los patógenos bacterianos también expresan una variedad de toxinas citolíticas que pueden contribuir a la inflamación y patología tisular. La neumolisina, una toxina neumocócica formadora de poros con baja afinidad a las células epiteliales pulmonares, puede dañar los neutrófilos mediante la utilización del receptor P2X7 (Domon et al., 2016). Las citotoxinas estafilocócicas (α-toxina y leucocidinas, incluyendo Panton-Valentina leucocidina, PVL) están asociadas con patología tisular severa, fuerte regulación de quimioquinas, y el aumento de la afluencia de neutrófilos de los pulmones (Mairpady Shambat et al., 2015). Las toxinas GAS, incluyendo SLO y SpeB, son capaces de causar daño tisular directamente y promover estados proinflamatorios a través de la lisis de neutrófilos (Snall et al., 2016; Uhlmann et al., 2016). Los efectos citolíticos causados por toxinas bacterianas podrían sinergizarse con el resultado de la proteína accesoria citotóxica IAV, PB1-F2, patología tisular mediada que conduce a una mayor producción de citocinas (Ramos y Fernández-Sesma, 2012). Tomados juntos, lo más probable, efectos sinérgicos de las vías que están involucradas en la inflamación bacteriana y viral conducen a una mayor activación inmune y una mayor morbilidad y mortalidad (Joyce et al., 2009; Koppe et al., 2012; Ramos y Fernández-Sesma, 2012; Bucasas et al., 2013; La Figura 2 resume la interacción entre virus, bacterias y huésped. Los modelos animales experimentales son una herramienta útil para estudiar los efectos in vivo de diferentes agentes infecciosos y representan aproximadamente el 3% de toda la investigación sobre neumonía publicada en revistas de revisión por pares (Hraiech et al., 2015). Sin embargo, el aumento constante de estudios en animales en las últimas décadas contrasta con su reproducibilidad en humanos (Hackam y Redelmeier, 2006). Hackam y sus colegas identificaron 2.000 artículos publicados entre 1980 y 2006 en siete revistas científicas líderes que publican regularmente estudios en animales (Hackam y Redelmeier, 2006). Setenta y seis de 2.000 fueron muy citados con un recuento medio de citas de 889. De estos 76 estudios 28 fueron replicados en ensayos aleatorios humanos, 14 fueron contradichos y 34 permanecieron sin probar (Hackam y Redelmeier, 2006). Sólo un 1,4% de los estudios en animales publicados en revistas de alto impacto fueron traducidos en ensayos aleatorizados en humanos (Hackam y Redelmeier, 2006), mientras que alrededor de un 44% de la tasa de replicación fue reportada en estudios humanos altamente citados (Ioannidis, 2005). En modelos de neumonía, los mamíferos se utilizan principalmente por su proximidad anatómica y fisiológica al ser humano (Hraiech et al., 2015). Para monitorear estudios fisiológicos extensos, especies de mamíferos más grandes, incluyendo hurones, perros, conejos, cerdos y babuinos son los modelos de elección (Mizgerd y Skerrett, 2008). Sin embargo, los roedores y en particular ratones se utilizan con mayor frecuencia como organismos modelo de neumonía. La velocidad reproductiva rápida, el tamaño pequeño, el manejo menos complicado, la capacidad de reproducir y comparar los resultados con las monoinfecciones bacterianas y virales ya publicadas, el conocimiento detallado de la genética y las respuestas inmunitarias, y una plétora de reactivos disponibles para estudiar las infecciones en ratones son razones para el uso de estos animales. Para evitar variaciones en las respuestas debido a la diversidad genética, las cepas de ratones endogenados son herramientas útiles para estudios destinados a dilucidar los mecanismos moleculares de las enfermedades. Además, la ingeniería genética permitió generar una amplia variedad de variantes de ratón con genes de ganancia de función, pérdida de función o reportero (Mizgerd y Skerrett, 2008). Como se indicó anteriormente, muchos estudios in vivo sobre coinfecciones bacterianas y virales proporcionaron información útil sobre la neumonía grave, entre ellos: i) el hecho de que la infección viral prepara al huésped para la susceptibilidad bacteriana que conduce a una infección secundaria grave (Hashimoto et al., 2007; Shahangian et al., 2009; Chaussee et al., 2011; Nakamura et al., 2011); ii) sinergismo patógeno (Tsai et al., 1998; McCullers and Rehg, 2002; Garcia-Suarez Mdel et al., 2007; Gurel et al., 2013; Mairpady Shambat et al., 2015; Zahlten et al., 2015); iii) mayor respuesta inflamatoria al inicio de la infección (Korteweg y Gu, 2008; Durbin et al., 2013; Pothlichet Sin embargo, los modelos de ratón para infecciones bacterianas y/o virales tienen varias limitaciones. La mayoría de las especies bacterianas y virales bajo estudio son patógenos humanos. En los últimos años también se demostró que las variaciones genéticas del huésped y las diferencias de sexo tienen un impacto en la predisposición, severidad y resultado de la infección (Chella Krishnan et al., 2015 Mientras que los ratones C57BL/6 y BALB/c se caracterizan por una mayor resistencia, las cepas DBA/2 son más susceptibles y permisivas a las cepas bacterianas y virales (Alymova et al., 2011; Chella Krishnan et al., 2015. Además, la transmisión de VAI y bacterias es ineficiente en ratones adultos, lo que requiere modelos animales alternativos, incluyendo ratones neonatales o ferrets (Diavatopoulos et al., 2010; McCullers et al., 2010) Se demostró que el VAI era esencial para la transmisión neumocócica de ratones colonizados a sus compañeros ingenuos y la transmisión se produjo sólo cuando todos los ratones estaban infectados con el VAI (Diavatopoulos et al., 2010). et al., 2010. Los hurones son naturalmente susceptibles al VAI aislados de diferentes especies, incluyendo humanos, aves y cerdos (Thangavel y Bouvier, 2014). La infección de hurones con aislados de VAI estacionales humanos resulta en una infección del tracto respiratorio superior similar a la infección por gripe humana (Tripp y Tompkins, 2009). A diferencia de los ratones, el VAI humano no adaptado puede ser utilizado para la infección. Desafortunadamente, sólo hay pocos informes sobre coinfección bacteriana y VAI en este organismo modelo. Un informe de Sanford y Ramsay mostró una mayor colonización estafilocócica del tracto respiratorio superior en animales infectados por el VAI en comparación con los no infectados, mientras que no se observó diferencia entre ambos grupos en la infección por estreptococo del grupo B (Sanford y Ramsay, 1987). En contraste, Smith y Mc Cullers reportaron falta de establecimiento de infección por estafilococo incluso cuando los hurones estaban preinfectados con el VAI (Smith y McCullers, 2014). Las mayores ventajas de usar hurones como modelo incluyen: i) su susceptibilidad a patógenos humanos no adaptados, ii) la eficiencia en la transmisión del VAI y bacterias de un individuo a otro, y iii) la presentación de los signos clínicos de manifestación de la enfermedad similar a la infección por gripe humana. Desafortunadamente, su limitada disponibilidad, la compleja crianza y la limitada accesibilidad a reactivos específicos de hurones dificultan la realización de esta investigación (Bouvier y Lowen, 2010). En los últimos años, el cobaya (Cavia porcellus) también se utilizó en la investigación de neumonía. La fisiología y anatomía del pulmón de cobaya se asemeja en cierta medida al pulmón humano y este organismo modelo se utiliza a menudo en enfermedades pulmonares no infecciosas, incluyendo asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (Canning y Chou, 2008). Además, su disponibilidad comercial, facilidad de cría, la capacidad de trabajar con patógenos no adaptados y la eficiencia de la transmisión son razones para utilizar este modelo in vivo (Bouvier y Lowen, 2010). Aunque la replicación viral puede detectarse fácilmente tras la inoculación intranasal en el tracto respiratorio superior y los pulmones, los cobayas sólo presentan síntomas clínicos menores (Lowen et al., 2006; Gabbard et al., 2014). Sin embargo, la patología pulmonar de los cobayas infectados por el VAI se correlaciona con la gravedad clínica de la infección humana (Gabbard et al., 2014). La transmisión de neumococos en cobayas se promueve por la coinfección con el virus de Sendai (Saito et al., 1988). Los cobayas infectados por neumococos solos y enjaulados con animales de contacto no tratados transmiten la bacteria sólo en el 7% de los casos, mientras que los coconejillos infectados por el virus de Sendai adquirieron infección neumocócica en el 83% de Otro estudio evaluó la eficacia de los antibióticos en la infección pulmonar invasiva causada por neumococo resistente a la penicilina (Ponte et al., 1996). Instilación intraqueal de 3 × 10 9 UFC de S. pneumoniae indujo una neumonía fatal y bacteremia en el 85% de los animales no tratados dentro de las 46 h (Ponte et al., 1996). Al igual que con los hurones, hay una escasez de datos que describen las respuestas inmunitarias a los agentes infecciosos pulmonares, esto se debe en parte a la falta de reactivos específicos de especies, lo que es una desventaja en el uso de este organismo modelo. Recientemente, la rata de algodón (Sigmodon hispidus) fue reportada como susceptible a la VAI. Infección nasal y pulmonar en ratas adultas de algodón no requirieron adaptación viral (Otto La replicación del VAI fue más extensa en los tejidos nasales que en el pulmón y persistió durante seis días consecutivos. La patología tisular incluyó daño del epitelio bronquiolar y los animales desarrollaron neumonía que persistió durante casi 3 semanas (Ottolini et al., 2005). En los estudios bacteriológicos las ratas se utilizan con mayor frecuencia. Existen numerosos modelos de ratas que investigan el impacto de la diabetes (Oliveira et al., 2016), síndromes metabólicos (Feng et al., 2015), cirrosis, farmacocinética y dinámica (Antonopoulou et al., 2015; Hoover et al., 2015), intoxicación (Davis et al., 1991), inmunización (Iinuma y Okinaga, 1989) y factores de virulencia bacteriana general (Shanley et al., 1996) sobre el desarrollo de neumocócicos, estreptocócicos y neumonía estafilocócica y patología pulmonar. Lamentablemente, sólo hay pocos estudios sobre coinfecciones bacterianas y virales en ratas. La primera fue realizada por Harford et al., 1946 (Harford et al., 1946. Los autores concluyeron que la neumonía bacteriana secundaria no convierte la infección viral subletal en un resultado letal (Harford et al., 1946). Otro estudio sobre el virus sincitial respiratorio humano y S. pneumoniae reveló que las ratas fueron fácilmente colonizadas con neumococos, pero la replicación viral después de la infección posterior fue dependiente de la tensión. Además, ni los neumococos ni el virus se propagaron del tracto respiratorio superior al inferior, y ninguno de los patógenos se transmitió a compañeros de jaula ingenuos. Aunque las ratas comparten muchas características inmunes con los seres humanos, incluyendo la producción de óxido nítrico por macrófagos (Carsillo et al., 2009), las mayores desventajas son la baja disponibilidad animal, la agresividad de la especie y la falta de reactivos específicos. Los conejos (Oryctolagus cunilulus También se emplearon conejos para estudiar la neumonía, aunque sólo se dispone de unos pocos modelos. Los parámetros típicos de lectura incluyen supervivencia, infiltración de leucocitos en los pulmones, patología pulmonar y evaluación de la concentración de fármacos en el suero. Uno de los primeros estudios sobre neumonía neumocócica en conejos se realizó en Kline e Winternitz (1913). Este estudio reveló que los conejos poseen inmunidad activa si se han recuperado de un ataque de neumonía experimental y posteriormente pueden resistir dosis intratraqueales repetidas de neumococos (Kline e Winternitz, 1913). En 1926 se estableció una infección por inhalación de neumococos de tipo I en conejos (Stillman y Branch, 1926). Las bacterias se infiltraron fácilmente en el tracto respiratorio inferior y neumococos que llegaban a los pulmones generalmente desaparecieron en horas y aparecieron septicemia fatal en Los modelos más recientes de neumonía por neumococo y estafilococo en conejos se basan en infecciones intrabronquiales o intrapulmonares que las hacen útiles para la patogénesis (Diep et al., 2010 (Diep et al., 2017,, así como en estudios de eficacia y eficacia de fármacos (Cabellos et al., 1992; Croisier-Bertin et al., 2011). Sin embargo, esta vía de infección requiere cirugía y los reactivos específicos de especies son escasos. En la investigación de IAV los conejos se utilizan con frecuencia para la producción de anticuerpos y para estudios sobre cinética de anticuerpos después de administraciones únicas o múltiples de IAV (Loza-Tulimowska et al., 1977). Además, los conejos se utilizan para investigar la seguridad de las vacunas (por ejemplo, CoVaccine HT o Aflunov) (Heldens et al., 2010; Gasparini et al., 2012). En los últimos años se investigó el desprendimiento de IAV aviar por colas de algodón (Sylvilagus spp.) revelando que las colas de algodón inoculadas nasales y orales arrojan cantidades relativamente grandes de ARN viral (Root et al., 2014). En particular, se encontró que los títulos virales bajos eran suficientes para iniciar la replicación viral en colas de algodón (Root et al., 2017). Sin embargo, a pesar de su susceptibilidad a la infección por IAV, los conejos son raramente utilizados como modelo para la patogénesis por IAV, ya que no ofrecen mejoría sobre otros modelos de infección establecidos. Los Las especies más utilizadas son los macacos rhesus (Macaca mulatta) y los macacos cynomolgus (Macaca fasciluraris). Aunque se demostró a principios de ese año que los macacos eran susceptibles al VAI (Saslaw et al., 1946), los modelos animales de elección siguieron siendo hurones y ratones. Recientemente, los macacos se han utilizado para comparar la patogénesis de la pandemia altamente virulenta de 1918 VAI y la cepa de gripe patogénica de aves (H5N1) con una cepa convencional H1N1 (Rimmelzwaan et al., 2001). Los macacos cynomolgus infectados con H5N1 de alta patogenicidad desarrollaron síndrome de dificultad respiratoria aguda, fiebre y neumonía necrotizante (Rimmelzwaan et al., 2001). La cepa de 1918 del VAI indujo una disregulación de la respuesta antiviral que provocó una insuficiente protección del huésped, lo que a su vez resultó en malestar respiratorio agudo y desenlace fatal (Kobasa et al., 2007). El aislado pandémico H1N1 de EE.UU. de 2009 causó lesiones patológicas graves en los pulmones de los macacos (Itoh et al., 2009 ). Los tres estudios mencionados anteriormente utilizaron la administración intratraqueal combinada de altas dosis de virus. Un estudio reciente de Marriott et al. analizaron el resultado de las rutas de desafío, incluyendo la inhalación de aerosoles e instilación intranasal con dosis bajas a moderadas de H1N1 en macacos cinomolgus (Marriott et al., 2016). La replicación vírica fue detectada en todos los grupos de desafío, aunque la enfermedad permaneció subc Para el grupo A se realizaron análisis de transcriptoma longitudinal de infección estreptocócica en faringitis experimental (Virtaneva et al., 2005) e infección del tracto respiratorio inferior en macacos cinomolgus (Olsen et al., 2010a). La enfermedad del tracto respiratorio inferior observada en macacos después de la infección por GAS imitaba las características clínicas y patológicas de la bronconeumonía grave en humanos (Olsen et al., 2010a). Otro estudio realizado por Olsen y colegas analizó la contribución de PVL de una cepa USA300 S. aureus altamente virulenta en infección respiratoria (Olsen et al., 2010b). Aunque la enfermedad del tracto respiratorio inferior observada en el mono imitaba las características clínicas y patológicas de la neumonía temprana de leve a moderada en los seres humanos, no se pudo detectar ninguna afectación del PVL en la patología pulmonar o la afluencia de células inmunitarias de los pulmones (Olsen et al., 2010b). El mismo grupo de investigación ha desarrollado un modelo de coinfección no letal IAV (H3N2)-S. aureus coinfection model en cinomolgus macaques (Kobayashi et al., 2013). La progresión de la neumonía fue monitoreada por la evaluación de parámetros clínicos, química de la sangre, hisopos nasales y patología de los pulmones. Aunque los macacos se utilizan con frecuencia para evaluar la eficacia de la vacuna antineumocócica, incluyendo la prueba del impacto de la vacuna antineumocócica conjugada 13-valente y la vacuna antineumocócica polisacárida 23-valente en repertorios de células B de memoria específica de antígenos (Jia et al., 2017), en la última década sólo se realizaron dos estudios sobre transporte de neumocócicos y neumonía. En 2013, Philipp y sus colegas analizaron la tasa de transporte de neumocococo en 158 animales de la colonia. Ninguno de los rhesus macaques encuestados llevó S. pneumoniae en la nasofaringe (Philipp et al., 2012). Los autores concluyeron que el rhesus macaque probablemente no es un huésped natural de neumococos. Pero, cuando los bebés fueron colonizados con cepa 19F a través de la instilación nasofaríngea, la colonización fue inducida en ocho de ocho infantes, duró 2 semanas en todos los animales y 7 semanas en más del 60% (Philipp et al., 2012). El mismo grupo probó la neumolisina desintoxicada (dPly) y la proteína de triada de histidina neumocócica D (PhtD) como potenciales candidatos a vacuna para prevenir la neumonía (Denoel et al., 2011). Después de la inmunización los macacos rhesus fueron desafiados con una cepa neumocócica de 19F. La vacuna PhtD-dPly adyuvada con AS02 protegía a los animales contra la neumonía inducida por S. pneumoniae, que estaba relacionada con la capacidad (i) de reducir en gran medida la carga bacteriana dentro de la primera semana después del desafío y (ii) los niveles de anticuerpos específicos de PhtD-y Ply (Denoel et al., 2011). Aunque sólo existen unos pocos estudios macacos sobre neumonía, debido a la proximidad a los seres humanos en términos de fisiología e inmunidad, estos animales pueden ser un buen modelo en el contexto de estudios de traducción que evalúan la terapéutica y la profilaxis. A pesar del amplio uso de diferentes modelos animales, el modelo in vivo óptimo para la neumonía humana sigue sin identificarse. Los mamíferos pequeños, incluidos los roedores, son bien conocidos desde un punto de vista biológico, genético e inmunológico y son fáciles de mantener. La elección de estos animales Sin embargo, también están lejos de la anatomía, la fisiología, la inmunología y la susceptibilidad a los patógenos exclusivamente humanos. El modelo animal experimental debe ser elegido en base a respuestas comparables a los humanos. Los primates generalmente están legalmente reservados a temas específicos. En este caso, los cerdos podrían ser un sistema modelo apropiado para estudiar enfermedades infecciosas incluyendo neumonía (Figura 1). La composición y tamaño del genoma porcino es comparable a la de los humanos (Hart et al., 2007). Además, los órganos humanos y porcinos tienen muchas características y funciones comunes (Swindle et al., 2012). El tracto respiratorio superior de los humanos y los cerdos, incluyendo el tejido linfoide en la nasofaringe, es anatómicamente similar. Además, como los humanos, los cerdos poseen tonsils, que están ausentes en ratones (Horter et al., 2003). Una ventaja importante del estudio de enfermedades infecciosas mediante la utilización de cerdos como organismo huésped es que los cerdos tienen un conjunto completo de inmunizadores innatos y adaptativos. Según los resultados de secuenciación del genoma completo, el sistema inmunitario porcino se asemeja a más del 80% del sistema inmunitario humano, mientras que los ratones comparten menos del 10% con los humanos (Dawson et al., 2016). La mayoría de los compartimentos de células inmunes identificados en los seres humanos también están presentes en los cerdos (Piriou-Guzilack y Salmon, 2008; Fairbairn et al., 2011). A diferencia de los ratones y similares a los humanos, los cerdos tienen entre el 50 y el 70% de las células nucleares polimorfo circulantes (Fairbairn et al., 2011). Además, todas las citoquinas funcionales o ortologistas involucrados en el paradigma Th1, Th2, Th17 y Treg y las células inmunes correspondientes se han descrito en cerdos (Murtaugh et al., 2009; Kaser et al., 2011; Kiros et al., 2011). Especialmente el muy prominente quimio-atractivo proinflamatorio humano, CXCL8, está presente como un ortolog en cerdos, mientras que no hay homólogo en ratones (Fairbairn et al., 2011). A diferencia de los monocitos humanos, que pueden dividirse en tres subclases (CD14 clásico + CD16 −, CD14 no clásico + CD16 +, y CD14 intermedio ++ CD16 + ), los monocitos porcinos consisten en cuatro subclases (Chamorro et al., 2005; Fairbairn et al., 2013). Al igual que los monocitos humanos, expresan moléculas de adhesión, como VLA-4 y LFA-1 y moléculas costimuladoras, incluyendo CD80 y CD86 (Chamorro et al., 2005). El cerdo se ha utilizado previamente para imitar una serie de enfermedades infecciosas humanas. Ejemplos de infecciones por S. aureus con este organismo modelo son infecciones por heridas Svedman et al., 1989), osteomielitis (Jensen et al., 2010) y sepsis (Nielsen La inoculación intravenosa de lechones con neumococos llevó a la bacteriemia durante un período de 5 días y se asoció con fiebre y artritis séptica. La inoculación intranasal de lechones llevó a la colonización durante al menos seis días consecutivos sin causar signos clínicos (De Greeff et al., 2016). Además, la investigación sobre infecciones respiratorias de cerdos por patógenos humanos incluyendo S. aureus (Luna et al., 2009), Mycobacterium tuberculosis (Gil et al., 2010), Bordetella pertussis (Elahi et al., 2007), Pseudomonas aeruginosa (Luna et al., 2009), y IAV (Khatri et al., 2010), se realizó en los últimos años. El hecho de que los cerdos y los seres humanos estén infectados con subtipos idénticos de VAI (H1N1, H3N2), y muestren una presentación clínica y patogénesis similares, hace que los cerdos sean un organismo modelo ideal para estudios sobre coinfecciones respiratorias (Van Reeth et al., 1998). Especialmente las infecciones por VAI ya están bien establecidas en los cerdos (Van Reeth et al., 1998, 2002a Jung et al., 2007; Khatri et al., 2010; Barbe et al., 2011). Además del número limitado de publicaciones sobre cerdos y patógenos humanos, mucho se puede traducir y aprender de estudios sobre el patógeno zoonótico porcino Streptococcus suis. S. suis usualmente habita superficies mucosas de amígdalas, nares, genitales y tractos alimentarios de lechones. Una vez alterado el equilibrio microbiano, las bacterias pueden causar meningitis, septicemia, artritis y neumonía en cerdos (Staats et al., 1997). Algunas cepas de S. suis se consideran hipervirulentas y otras hipovirulentas. En general, el serotipo 2 se aísla con mayor frecuencia de cerdos enfermos (Staats et al., 1997). S. suis también puede causar enfermedades graves en los seres humanos, incluyendo septicemia, meningitis, artritis y síndrome de shock tóxico estreptocócico (Tang et al., 2006; Yu et al., 2006; Gottschalk et al., 2007). Aunque muchos estudios in vivo sobre S. suis se han realizado utilizando ratones como organismo modelo (Seitz et al., 2012; Auger et al., 2016), varios otros estudios han demostrado la ventaja de utilizar cerdos como huésped natural para S. suis (Bi et al., 2014; Ferrando et al., 2015). Una reciente publicación de Lin y colegas sobre H1N1 y S. suis co-infectados lechones demostró los efectos sinérgicos de ambos patógenos (Lin et al., 2015). Coinfectados lechones tuvieron una presentación clínica más severa y cambios patológicos en el pulmón, en comparación con los animales infectados con patógenos únicos (Lin et al., 2015). Además, los genes asociados con las respuestas inmunitarias, la producción de citocinas inflamatorias y las vías apoptóticas fueron muy sobreexpresados en el grupo coinfectado (Lin et al., 2015). Aunque el modelo porcino parece ser ideal para imitar enfermedades infecciosas humanas, también hay desventajas, incluyendo, por ejemplo, la necesidad de instalaciones animales experimentales especializadas, manejo de tiempo, altos costos de mantenimiento y disponibilidad limitada de animales transgénicos. Aunque el uso de animales contribuye en gran medida a nuestra comprensión de las enfermedades infecciosas, los modelos de tejido humano 3D-organotípico y tejidos de órganos ex vivo deben ser considerados, ya que son herramientas más valiosas para estudiar las interacciones host-patógenos en un entorno más complejo (Figura 1). Los enfoques de ingeniería de tejidos se centraron originalmente en la medicina regenerativa (Lager y Vacanti, 1993). A diferencia de los cultivos celulares monocapa estándar, los modelos de tejido se asemejan mucho más a la arquitectura 3D, la composición celular y la complejidad de la matriz del órgano respectivo. En los últimos años, la ingeniería tisular también se empleó con éxito en varios estudios sobre enfermedades infecciosas, como infecciones por virus del Zika de organoide cerebral (Lancaster et al., 2013; Dang et al., 2016), infecciones por Helicobacter pylori de organoide epitelial gástrico (McCracken et al., 2014; Schlaermann et al., 2016), infecciones por Escherichia coli y Rotavirus de enteroides gastrointestinales y pequeños intestinales (Saxena et al., 2015; VanDussen et al., 2015), infecciones por el virus Entamoeba histolytica o Hepatitis B de tejido sinusoide hepático (Petropolis et al., 2014 (Petropolis et al., 2016, Grupo A y G, infecciones por estreptococócicas Por ejemplo, el modelo de tejido pulmonar relevante para la neumonía consiste en fibroblastos pulmonares incrustados en una matriz de colágeno con una capa epitelial estratificada en la parte superior (Nguyen Hoang et al., 2012). El tejido diseñado es adecuado para implantar y estudiar células inmunitarias, incluyendo células dendríticas, monocitos, macrófagos e incluso células mononucleares de sangre periférica (Nguyen Hoang et al., 2012; Mairpady Shambat et al., 2015). Una publicación reciente demostró un evento doble de patología pulmonar en neumonía necrotizante estafilocócica (Mairpady Shambat et al., 2015). Mientras que la α-toxina tuvo un efecto perjudicial directo en el epitelio pulmonar, la PVL indujo patología pulmonar indirectamente a través de la lisis de neutrófilos (Mairpady Shambat et al., 2015). Todos los estudios mencionados anteriormente destacan un progreso significativo en el campo de las enfermedades infecciosas no sólo desde el punto de vista científico, sino también contribuyendo al principio de tres R de experimentación animal (Russell, 1995). En estos términos, el uso de biopsias de órganos humanos ex vivo cultivadas, que son raras debido a consideraciones éticas, es una opción adicional para estudiar interacciones host-patógeno. Este sistema ex vivo puede superar incluso las limitaciones del tejido diseñado. En los últimos años se han realizado infecciones del tejido pulmonar ex vivo humano con varios microorganismos, incluyendo neumococos (Szymanski et al., 2012; Fatykhova et al., 2015), Bacillus anthracis (Chakrabarty et al., 2007), Haemophilus influenzae (Zhang et al., 2016) y IAV (Nicholls et al., 2007; Chan et al., 2009). En el ámbito humano, la mayor parte del trabajo se ha centrado en el tropismo, la gravedad de las infecciones, la liberación de mediadores inflamatorios y las tasas de replicación de los microorganismos. Además, recientemente también se han realizado experimentos con el virus de la gripe porcina (SIV) y S. suis coinfecciones de las rebanadas de pulmón ex vivo porcino. Meng y sus colegas mostraron que la VIS promueve infecciones bacterianas posteriores en un proceso de dos pasos del cual el primer paso inicial fue dependiente de la expresión de la cápsula, mientras que el segundo paso de invasión bacteriana en capas más profundas fue independiente de la cápsula y requirió daño mediado por virus (Meng et al., 2015). Sin embargo, esto es sólo un comienzo y se necesitan más investigaciones para desentrañar la complejidad subyacente a estas infecciones altamente invasivas. En resumen, las coinfecciones bacterianas y virales del tracto respiratorio son altamente letales y representan una carga dramática para el sistema de salud mundial. La sinergia entre los agentes bacterianos y virales infecciosos está relacionada con una variedad de factores, incluyendo daño de barrera epitelial, respuesta inmune innata exagerada, y tormenta de citoquinas. A pesar de muchos avances en los últimos años, se necesita más conocimiento sobre mecanismos e inmunología de progresión Las caracterizaciones in vivo de estas infecciones graves se realizan principalmente en ratones que se asemejan poco a la fisiología humana y el sistema inmunológico. Se han hecho varios esfuerzos para establecer otros modelos, incluyendo hurones, cobayas, conejos, ratas y primates no humanos. Sin embargo, todos tienen limitaciones. Aquí, sugerimos utilizar el modelo porcino, que proporciona ventajas obvias en estudios de enfermedades infecciosas humanas y debe ser considerado mucho más frecuente para estudios futuros sobre enfermedades infecciosas graves, incluyendo neumonía.
question: ¿Qué porcentaje de adultos sanos son colonizados asintóticamente por bacterias neumococcus?
answers.text: 8-30%