Las interacciones huésped-patógeno abarcan los eventos moleculares y celulares que determinan el resultado de la infección. Estas interacciones van desde el reconocimiento del patógeno por el sistema inmune innato hasta la manipulación de los procesos celulares del huésped por parte del patógeno para su supervivencia y replicación.
Los patrones moleculares asociados a patógenos son moléculas microbianas conservadas que incluyen lipopolisacárido, peptidoglicano, flagelina y motivos de ácidos nucleicos. Los receptores de reconocimiento de patrones del huésped, incluyendo los receptores tipo Toll, los receptores tipo NOD, los receptores tipo RIG-I y los receptores tipo lectina C, detectan estos patrones. TLR4 reconoce LPS bacteriano, TLR5 reconoce flagelina y TLR9 reconoce ADN CpG no metilado.
Después del reconocimiento, las cascadas de señalización activan factores de transcripción incluyendo NF-κB, IRF3 y AP-1, lo que lleva a la producción de citoquinas y quimioquinas proinflamatorias. El complejo del inflamasoma activa la caspasa-1 para el procesamiento de IL-1β e IL-18. Los interferones tipo I inducen el estado antiviral a través de la señalización JAK-STAT y genes estimulados por interferón.
Los patógenos han desarrollado estrategias sofisticadas para subvertir la inmunidad del huésped. Las bacterias utilizan sistemas de secreción tipo III y tipo IV para inyectar proteínas efectoras en las células del huésped. Estos efectores manipulan la dinámica del citoesqueleto, bloquean la fagocitosis, inhiben la autofagia y suprimen la señalización inflamatoria. Las proteínas virales interfieren con la inducción y señalización del interferón, inhiben la presentación de antígenos y bloquean la apoptosis.
Los patógenos intracelulares, incluyendo Mycobacterium tuberculosis, Salmonella y Listeria, sobreviven dentro de las células del huésped modificando sus compartimentos fagosómicos. M. tuberculosis inhibe la fusión fagosoma-lisosoma. Listeria monocytogenes escapa del fagosoma y utiliza motilidad basada en actina para la propagación de célula a célula.
La respuesta inmune del huésped implica la acción coordinada de la inmunidad innata y adaptativa. Las células dendríticas procesan antígenos y los presentan a las células T en los ganglios linfáticos de drenaje. Las células T CD4 se diferencian en subconjuntos Th1, Th2, Th17 o Treg según el entorno de citoquinas. Las células T CD8 matan células infectadas mediante liberación de perforina y granzimas. Las células B producen anticuerpos que neutralizan patógenos y opsonizan para fagocitosis.
El estudio de las interacciones huésped-patógeno informa el diseño de vacunas, el desarrollo de inmunoterapias y la identificación de nuevos objetivos antimicrobianos. Los enfoques de biología de sistemas integran transcriptómica, proteómica y metabolómica para comprender la infección a nivel molecular.
