Cómo las células inmunes cambian al modo de ataque
El estudio revela cómo los macrófagos reaccionan inmediatamente después del contacto con las bacterias
Los macrófagos tienen dos caras: En el tejido sano, realizan tareas importantes y apoyan a su entorno. Sin embargo, durante una infección, dejan de hacer este trabajo y en su lugar cazan los patógenos. Al entrar en contacto con las bacterias, éstas cambian drásticamente su metabolismo en cuestión de minutos. Así lo demuestra un nuevo estudio realizado bajo la dirección de la Universidad de Bonn, que se ha publicado ahora en la revista "Immunity". A medio plazo, los resultados pueden conducir a nuevas estrategias de vacunación, pero también a nuevos enfoques para combatir las enfermedades autoinmunes.
Investigó la puesta a punto de los macrófagos: Prof. Dr. Eicke Latz (izquierda) y Mario Lauterbach (derecha) del Instituto de Inmunidad Innata de la Universidad de Bonn.
© Rolf Müller/UKB
Los macrófagos pueden prácticamente "olfatear" a los intrusos: La superficie de sus células contiene numerosos sensores, los receptores de los peajes. Estos funcionan de manera similar a los receptores olfativos de la nariz: Se activan cuando encuentran una señal química específica. La alarma que activan provoca entonces una serie de reacciones en el interior de la célula. "Durante esta fase, los macrófagos inician su respuesta inflamatoria", explica Mario Lauterbach, que está terminando su doctorado en el Instituto de Inmunidad Innata de la Universidad de Bonn. "Cómo cambian su metabolismo en los primeros minutos y cuáles son las consecuencias no está claro hasta ahora".
Existen diferentes grupos de receptores tipo Toll-, cada uno de los cuales responde a diferentes "olores". Estas son moléculas que han surgido como importantes señales de peligro en el curso de la evolución. Entre ellos se encuentran los llamados lipopolisacáridos (LPS), importantes componentes de la pared celular bacteriana. "Ahora nos hemos enfrentado a los macrófagos con el LPS e investigado lo que sucede en los siguientes minutos y horas", explica Lauterbach.
Los científicos pudieron demostrar que el metabolismo de la célula cambia dramáticamente poco después del contacto con el LPS: Los macrófagos absorben inmediatamente más glucosa de su entorno - pero no principalmente para obtener energía. En su lugar, convierten el azúcar en los llamados grupos acetilos, que son pequeñas moléculas relacionadas con el ácido acético. Estos sirven entonces como una especie de etiqueta en el núcleo de la célula: Se utilizan para etiquetar las secuencias del genoma que se supone deben ser leídas más intensamente.
Los grupos acetilos aflojan el ADN
El ADN es en realidad un hilo de un metro de largo y delgado como una oblea. Sin embargo, sería difícil de almacenar en esta forma. Por eso está enrollado en muchas bobinas pequeñas, las histonas. Las enzimas ahora fijan los grupos acetilos a ciertas partes de las histonas. Este proceso es estimulado por el aumento de la síntesis de grupos acetilos después de que se dispara la alarma, lo que finalmente afloja la bobina de ADN y hace que los genes correspondientes sean más legibles. "Entre ellos se encuentran los genes responsables de la liberación de los mensajeros inflamatorios o que mejoran la movilidad de los macrófagos", explica Lauterbach.
Se sabe desde hace tiempo que la activación de los receptores tipo Toll- altera la lectura de los genes. Sin embargo, los mecanismos responsables de ello difieren del que se ha descubierto ahora. Es probable que este mecanismo recientemente descubierto permita la regulación fina de la respuesta genética. Por lo tanto, los resultados también pueden proporcionar nuevos puntos de partida, por ejemplo para mejorar la eficacia de las vacunaciones. Los receptores de peaje también juegan un papel importante en la mediación de la respuesta inmunológica "aprendida" o adquirida. Este brazo de la inmunidad aumenta la eficacia de los mecanismos de defensa contra las infecciones que el cuerpo ya ha atravesado. Las estrategias de vacunación también se basan en este principio.
Posible punto de partida para nuevas terapias
En muchas enfermedades, como el reumatismo, la diabetes o la esclerosis múltiple, la respuesta inmunológica está mal dirigida o es demasiado fuerte. "El mecanismo que hemos descubierto podría permitirnos inhibir los procesos inflamatorios nocivos sin suprimir demasiado el sistema inmunológico", espera el Prof. Dr. Eicke Latz, jefe del Instituto de Inmunidad Innata. En lugar de perseguir permanentemente a los invasores (inexistentes), los macrófagos podrían concentrarse de nuevo en sus importantes tareas.
Una de las razones por las que se pudo aclarar el mecanismo inmunológico es la excelente cooperación entre la Universidad de Bonn, la Universidad Técnica de Braunschweig y la LMU de Múnich. Este éxito es también resultado del Cluster de Excelencia ImmunoSensation, del que Latz es miembro.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Mario A. Lauterbach, Jasmin E. Hanke, Magdalini Serefidou, Matthew S. J. Mangan, Carl-Christian Kolbe, Timo Hess, Maximilian Rothe, Romina Kaiser, Florian Hoss, Jan Gehlen, Gudrun Engels, Maike Kreutzenbeck, Susanne V. Schmidt, Anette Christ, Axel Imhof, Karsten Hiller & Eicke Latz; "Toll-like receptor signaling rewires macrophage metabolism and promotes histone acetylation via ATP-citrate lyase"; Immunity; 2019
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