Las respuestas inmunológicas alérgicas ayudan a combatir las infecciones bacterianas

Un descubrimiento emocionante podría también explicar por qué el cuerpo ha mantenido el "módulo de la alergia" a lo largo de la evolución

11.09.2020 - Austria

Los investigadores del Centro de Investigación de Medicina Molecular del CeMM de la Academia Austriaca de Ciencias, la Universidad Médica de Viena y la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, han descubierto que un módulo del sistema inmunológico, que es más conocido por causar reacciones alérgicas, desempeña un papel clave en la adquisición de las defensas del huésped contra las infecciones desencadenadas por la bacteria Staphylococcus aureus. Este "módulo de la alergia", constituido por mastocitos e inmunoglobulina E, puede otorgar protección y aumentar la resistencia contra las infecciones bacterianas secundarias en el cuerpo. Estos hallazgos indican una función beneficiosa para las respuestas inmunológicas alérgicas y se publican ahora en la revista Immunity.

La alergia es una de las enfermedades más comunes en Europa, se estima que más de 150 millones de europeos sufren de alergias recurrentes y para 2025 esta cifra podría haber aumentado a la mitad de toda la población europea1 . Los pacientes alérgicos experimentan inicialmente un proceso de "sensibilización", lo que significa que su sistema inmunológico desarrolla una clase específica de anticuerpos, los llamados anticuerpos de inmunoglobulina E (IgE), que pueden reconocer proteínas externas, denominadas alérgenos. Las IgE se unen e interactúan con las células que expresan un receptor específico llamado FcεR1. Sólo hay unos pocos tipos de células en el cuerpo que expresan el receptor FcεR1 y probablemente los más importantes son los mastocitos, un tipo de célula inmune que se encuentra en la mayoría de los tejidos del cuerpo.

Cuando se reexponen al alérgeno, los mastocitos (con la IgE unida a sus receptores FcεR1) reaccionan inmediatamente liberando rápidamente diferentes mediadores (por ejemplo, histamina, proteasas o citoquinas) que causan los clásicos síntomas alérgicos. Estos síntomas dependen del tejido en el que se produce el contacto con el alergeno y pueden ir desde estornudos/estornudos (tracto respiratorio) hasta diarrea y dolor abdominal (tracto gastrointestinal) o picor (piel). La exposición sistémica a los alérgenos puede activar un gran número de mastocitos de diferentes órganos al mismo tiempo, causando anafilaxis, una reacción alérgica grave y que pone en peligro la vida.

A pesar de décadas de investigación y de un conocimiento detallado del papel fundamental de las IgE y los mastocitos en las alergias, la función fisiológica y beneficiosa de este "módulo de la alergia" todavía no se comprende completamente. En 2006, Stephen J. Galli, coautor principal de este estudio, y su laboratorio en la Universidad de Stanford revelaron la importancia de los mastocitos para la resistencia innata contra los venenos de ciertas serpientes y de la abeja melífera. Trabajos posteriores del laboratorio de Galli demostraron el papel fundamental del "módulo de alergia" en la defensa adquirida del huésped contra altas dosis de veneno: este hallazgo (al que contribuyó de manera importante Philipp Starkl, primer autor del presente estudio) representó la primera prueba experimental clara que apoyaba la "Hipótesis de la toxina" postulada por Margie Profet en 1991. Esta hipótesis proponía una función beneficiosa para las reacciones alérgicas contra las sustancias nocivas.

A raíz de este descubrimiento, Philipp Starkl, investigador postdoctoral superior de la Universidad Médica de Viena y del CeMM, junto con Sylvia Knapp, catedrática de la Universidad Médica de Viena y del CeMM PI, y Stephen J. Galli, catedrático de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, y sus colegas, se propusieron investigar si este fenómeno podría ser relevante en la defensa contra otros organismos productores de toxinas, en particular, las bacterias patógenas. Los autores seleccionaron la bacteria Staphylococcus aureus como modelo de patógeno debido a su enorme relevancia clínica y a su amplio repertorio de toxinas. Esta bacteria es un patógeno prototípico resistente a los antibióticos y también se asocia con el desarrollo de respuestas inmunológicas alérgicas en enfermedades como el asma y la dermatitis atópica. Para su investigación, utilizaron diferentes modelos experimentales de infección por S. aureus en combinación con enfoques genéticos y modelos de mastocitos in vitro para revelar las funciones de determinados componentes de los mecanismos efectores de la IgE.

Los científicos descubrieron que los ratones con una leve infección de la piel por S. aureus desarrollan una respuesta inmune adaptativa y anticuerpos específicos de IgE contra componentes bacterianos. Esta respuesta inmune otorga a estos ratones una mayor resistencia cuando se enfrentan a una severa infección secundaria de pulmón o de piel y tejidos blandos. Sin embargo, los ratones que carecen de mecanismos efectores de IgE funcionales o de mastocitos son incapaces de construir tal protección. Estos hallazgos indican que la respuesta inmunológica "alérgica" contra las bacterias no es patológica, sino protectora. Por lo tanto, la defensa contra las bacterias patógenas productoras de toxinas podría ser una importante función biológica del "módulo de la alergia".

Este estudio es una importante colaboración iniciada por Philipp Starkl en el laboratorio de Stephen J. Galli en la Universidad de Stanford junto con otros colegas y luego continuada en el laboratorio de Sylvia Knapp en el CeMM y la Universidad Médica de Viena. Este apasionante descubrimiento no sólo permite avanzar en la comprensión general del sistema inmunológico y, en particular, de las respuestas inmunológicas alérgicas, sino que también podría explicar por qué el cuerpo ha mantenido el "módulo de la alergia" a lo largo de la evolución. A pesar de sus peligrosas contribuciones a las enfermedades alérgicas, las IgE y los mastocitos pueden ejercer funciones beneficiosas que el sistema inmunológico puede aprovechar para proteger al cuerpo contra los venenos y las infecciones con bacterias productoras de toxinas, como el S. aureus.

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