Los microbios intestinales dan forma a nuestros anticuerpos antes de que nos infecten los patógenos.
La gama de anticuerpos disponibles depende de dónde están los microbios beneficiosos en el cuerpo
Se sabe que la colonización con microbios intestinales da forma a muchos sistemas del cuerpo, especialmente a los glóbulos blancos que producen anticuerpos. Debido a que la microbiota es tan compleja, ya que contiene cientos de especies bacterianas diferentes, no se sabe cómo la presencia de microbios en el intestino dio forma a los anticuerpos que están presentes incluso antes de que nos enfrentemos a una infección. Los investigadores del Departamento de Investigación Biomédica (DBMR) de la Universidad de Berna y del Inselspital, Hospital Universitario de Berna, han demostrado ahora cómo estos microbios beneficiosos reprograman el repertorio de glóbulos blancos B que producen anticuerpos y cómo esto ayuda a contrarrestar las infecciones.
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OpenClipart-Vectors, pixabay.com
Los glóbulos B son glóbulos blancos que se desarrollan para producir anticuerpos. Estos anticuerpos, o inmunoglobulinas, pueden unirse a partículas extrañas dañinas (como virus o bacterias que causan enfermedades) para impedir que invadan e infecten las células del cuerpo. Cada célula B lleva un receptor de célula B individual (BCR) que determina qué partículas puede unir, de la misma manera que cada cerradura acepta una llave diferente. Hay muchos millones de células B con diferentes receptores en el cuerpo. Esta inmensa diversidad proviene de la reorganización de los genes que codifican estos receptores, por lo que el receptor es ligeramente diferente en cada célula B, lo que resulta en miles de millones de posibilidades de diferentes moléculas dañinas que podrían ser reconocidas. Los microbios intestinales desencadenan la expansión de estas poblaciones de células B y la producción de anticuerpos, pero hasta ahora se desconocía si se trataba de un proceso aleatorio o si las moléculas de los propios microbios intestinales influyen en el resultado.
En un artículo de investigación publicado en la revista Nature, la Dra. Hai Li, el Dr. Julien Limenitakis, la Prof. Stephanie Ganal-Vonarburg y el Prof. Andrew Macpherson del Departamento de Investigación Biomédica de la Universidad de Berna y del Inselspital del Hospital Universitario de Berna, han analizado los miles de millones de genes que codifican los anticuerpos en un sistema que permite comprender las respuestas a los microbios intestinales benignos individuales.
La gama de anticuerpos disponibles depende de dónde están los microbios beneficiosos en el cuerpo
El número de microbios benignos que viven en nuestros intestinos es casi igual al número de células en nuestro cuerpo. La mayoría de estas bacterias permanecen dentro del tubo intestinal en lugar de penetrar en los tejidos del cuerpo. Desafortunadamente, alguna penetración es inevitable, porque el intestino sólo tiene una única capa de células que separan el interior del tubo de los vasos sanguíneos que necesitamos para absorber nuestros alimentos. El Dr. Limenitakis utilizó programas informáticos especialmente diseñados para procesar millones de secuencias genéticas que comparan el repertorio de anticuerpos de las células B, dependiendo de si los microbios permanecen en el intestino o si llegan al torrente sanguíneo. En ambos casos el repertorio de anticuerpos se altera, pero de forma bastante diferente dependiendo de cómo se produce la exposición.
"Curiosamente, esto es bastante predecible dependiendo del microbio en cuestión y de dónde se encuentra en el cuerpo, lo que indica que los microbios intestinales dirigen el desarrollo de nuestros anticuerpos antes de que contraigamos una infección grave y este proceso no es ciertamente aleatorio", explica Ganal-Vonarburg. Hay diferentes tipos de anticuerpos en el revestimiento del intestino (IgA) en comparación con el flujo sanguíneo (IgM e IgG). Utilizando el poderoso análisis genético, los investigadores mostraron que el rango de los diferentes anticuerpos producidos en el intestino era mucho menor que los producidos en los tejidos del cuerpo central. Esto significa que una vez que los microbios entran en el cuerpo, el sistema inmunológico tiene muchas más posibilidades de neutralizarlos y eliminarlos, mientras que los anticuerpos en el intestino principalmente sólo se unen a las moléculas bacterianas que pueden ver en un momento dado.
Cómo cambian los anticuerpos cuando el cuerpo se expone a diferentes microbios
A lo largo de su vida, los mamíferos se enfrentan a una gran variedad de desafíos microbianos diferentes. Por lo tanto, es importante saber cómo una vez que el repertorio de anticuerpos puede cambiar, una vez que ha sido moldeado por un microbio en particular, cuando aparece algo más. El equipo de investigación respondió a esta pregunta probando lo que sucedió con el mismo microbio en diferentes lugares o con dos microbios diferentes uno tras otro. Aunque los microbios intestinales no producen directamente una gama especialmente amplia de anticuerpos diferentes, sensibilizan los tejidos inmunes centrales para producir anticuerpos si el microbio entra en el torrente sanguíneo. Cuando aparece un segundo microbio, la respuesta de los anticuerpos intestinales, bastante limitada, cambia para acomodar a este microbio (como si se cambiara la cerradura de la puerta).
Esto es diferente de lo que sucede cuando los microbios entran en el flujo sanguíneo para llegar a los tejidos del cuerpo central cuando se fabrica un segundo conjunto de anticuerpos sin comprometer la primera respuesta a los microbios originales (como instalar otra cerradura, para que la puerta pueda abrirse con llaves diferentes). Esto demuestra que los tejidos del cuerpo central tienen la capacidad de recordar una serie de diferentes especies microbianas y de evitar los peligros de la sepsis. También muestra que las diferentes estrategias inmunológicas de las células B en los diferentes compartimentos del cuerpo son importantes para mantener nuestra existencia pacífica con nuestros pasajeros microbianos.
El Dr. Li comenta que "Nuestros datos muestran por primera vez que no sólo la composición de nuestra microbiota intestinal, sino también el momento y la secuencia de exposición a ciertos miembros de la microbiota comensal, que se produce predominantemente durante las primeras oleadas de colonizaciones en las primeras etapas de la vida, tienen un resultado en el repertorio resultante de receptores de células B y la subsiguiente inmunidad a los patógenos".
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
Hai Li, Julien P. Limenitakis, Victor Greiff, Bahtiyar Yilmaz, Olivier Schären, Camilla Urbaniak, Mirjam Zünd, Melissa A. E. Lawson, Ian D. Young, Sandra Rupp, Mathias Heikenwälder, Kathy D. McCoy, Siegfried Hapfelmeier, Stephanie C. Ganal-Vonarburg & Andrew J. Macpherson; "Mucosal or systemic microbiota exposures shape the B cell repertoire"; Nature; 5 August 2020
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