Para mantener la salud, el sistema inmune humano debe distinguir los amigos/enemigos de los tejidos/órganos del cuerpo humano, y conocer los patógenos invasores que causan la enfermedad. Este desafío es particularmente evidente en el intestino humano, donde no son sólo las células del huésped, sino también los trillones de bacterias que coexisten y trabajan con ellos, deben ser tratados como amigables. Ahora, un nuevo estudio revela un mecanismo a través del cual se mantiene este delicado equilibrio entre la promoción y la inhibición de la respuesta inmune.
El estudio – una colaboración entre investigadores de Alemania e Italia – se publica en la revista Nature Communications.
Thomas Brocker, profesor y director del Instituto de Inmunología de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich, Alemania, y sus colegas, describen cómo encontraron una forma en la que las células de vigilancia inmunológica son entrenadas para detectar la diferencia entre amigo y enemigo.
Nuestras tripas son el hogar de una comunidad compleja de más de 100 billones de células microbianas que desempeñan un papel importante en la salud y la enfermedad.
Estos microbios intestinales, o microbiota intestinal – que con su material genético se conoce como el microbioma intestinal – influyen en el metabolismo, la nutrición y la función inmune.
Los científicos están descubriendo que la interrupción en la microbiota intestinal está relacionada con la obesidad, la enfermedad inflamatoria intestinal y otros trastornos gastrointestinales.
También se ha sugerido que el efecto de la obesidad sobre el microbioma intestinal puede explicar su fuerte relación con la diabetes tipo 2.
Otros han comparado la singularidad de la microbiota intestinal de una persona con la de una «huella dactilar de ADN», que plantea posibles problemas de privacidad para los participantes de proyectos de investigación de microbiomas humanos.
El nuevo estudio se refiere a un tipo de células llamadas células dendríticas (CD) que han evolucionado a dos funciones distintivas – lo que puede parecer que sean opuestas – en el cuerpo humano, ya que pueden promover e inhibir la respuesta inmune.
Las CD ayudan a activar el sistema inmune en respuesta a la infección, pero también están involucradas en la supresión activa en ciertas situaciones.
Suprimen la inmunidad al activar las células T reguladoras inducidas (iTregs), un tipo de célula que controla el desarrollo de la tolerancia inmune.
Como inhibidores de la inmunidad en el intestino, las CD ayudan a entrenar al sistema inmunológico para tratar la microbiota intestinal como amigo en lugar de enemigo. Lo hacen mediante la internalización de proteínas de la microbiota y la migración a los ganglios linfáticos asociados con el intestino.
A medida que viajan a los ganglios linfáticos, las CD analizan las proteínas de las bacterias amistosas internalizadas en pedazos más pequeños que se vuelven similares a las «insignias de identidad» que usan en sus superficies celulares.
Estas insignias de identidad se muestran con proteínas de unión específicas que las iTregs reconocen, con el efecto de que las iTregs no promueven las respuestas inmunes contra las proteínas que llevan los distintivos de identidad.
El Prof. Brocker dice: «Creemos que estos iTregs son específicos para las proteínas producidas por las bacterias intestinales naturales.»
El equipo explica que la migración a las células linfáticas a las CDs, en particular aquellas cuyas superficies celulares muestran una proteína llamada CD103 +, es una parte importante de mantener el sistema inmunológico actualizado sobre la composición de la microbiota intestinal.
Sin embargo, lo que los investigadores querían descubrir era cómo este mecanismo de tolerancia podría ser desconectado en una emergencia. Su investigación les llevó a otra molécula que las CDs muestran en sus superficies celulares – conocida como CD40 – que se comporta de manera similar a un botón de alarma.
Cuando se activa, la CD40 se une a una molécula asociada en la superficie de otro tipo de células T llamadas células T efectoras, lo que convierte a las CDs en inhibidores de la respuesta inmune a los promotores.
En ensayos con ratones, los investigadores mostraron que los animales cuya señalización de CD40 permanentemente estaba activada, desarrollaron colitis grave, pero no otros síntomas.
Ellos encontraron que las células dendríticas afectadas todavía migran a los ganglios linfáticos del revestimiento intestinal, pero cuando llegan allí cometen suicidio celular (apoptosis) y, por tanto, niegan a las células T reguladoras la oportunidad de detectar las placas de identidad de las proteínas microbiota que normalmente las protegen del ataque inmune.
Esto da lugar a una respuesta inmune generalizada en la que los linfocitos T viajan al revestimiento intestinal y causan inflamación. El equipo encontró que administrando a los ratones antibióticos que mataron su microbiota intestinal, también se redujo la inflamación, y los animales sobrevivieron.
«Estos hallazgos muestran que la interacción entre las células dendríticas CD103 positivas y las células T reguladoras es esencial para el mantenimiento del equilibrio inmunológico correcto o la homeostasis en el intestino», explicó el Prof. Thomas Brocker.
Los investigadores ahora quieren averiguar si determinadas células T reguladoras están programadas para bacterias intestinales específicas, como sugiere este estudio.
Datos rápidos sobre la microbiota intestinal:
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