Epigenética: la inmunización se transmite a la descendencia
¿Afecta una infección también a la inmunización de las generaciones siguientes? Investigadores de la Universidad de Radboud (Países Bajos) lo han investigado junto con las universidades de Bonn, Saarland, Lausana (Suiza) y Atenas (Grecia). Los machos de ratón que habían superado previamente la infección por hongos o fueron estimulados con sustancias fúngicas transmitieron su protección mejorada a lo largo de varias generaciones. El equipo demostró simultáneamente una mejora de la respuesta inmunitaria que se transmitió a la descendencia. El estudio se ha publicado en la prestigiosa revista "Nature Immunology".
El Prof. Dr. Mihai G. Netea, del Centro Médico Universitario Radboud y del Instituto LIMES de la Universidad de Bonn (izquierda) y el Prof. Dr. Andreas Schlitzer, del Instituto LIMES de la Universidad de Bonn (derecha).
Prof. Netea/Universität Bonn
No sólo se hereda lo que está escrito en la secuencia de ADN. Los estudios científicos demuestran que las influencias ambientales también se transmiten a la siguiente generación. Un ejemplo: los niños que crecieron en el vientre materno durante el hambriento invierno de 1944/45 muestran cambios típicos en su metabolismo. Al parecer, se trata de una adaptación a la escasez de alimentos durante el desarrollo y se asocia a un mayor riesgo de diabetes y obesidad, por ejemplo.
La investigación epigenética estudia estas relaciones a nivel molecular. Analiza los cambios en la función de los genes. "No todas las zonas del ADN son igualmente accesibles para la lectura de la información genética", explica el Prof. Dr. Andreas Schlitzer, del Instituto LIMES de la Universidad de Bonn. Si, por ejemplo, los grupos metilos bloquean el acceso, el gen no puede leerse correctamente. Estas conexiones se han investigado durante décadas. La transferencia de la resistencia a la infección a la siguiente generación ya se ha demostrado en plantas e invertebrados. Un equipo de investigación de la Universidad Radboud de Nimega (Países Bajos), la Universidad de Bonn, la Universidad del Sarre, la Universidad de Lausana (Suiza) y la Universidad Nacional y Kapodistria de Atenas (Grecia) ha investigado por primera vez de forma intensiva si los efectos del sistema inmunitario innato se transmiten también a las siguientes generaciones en los mamíferos.
La infección por aftas entrena el sistema inmunitario de los ratones
Los científicos infectaron ratones macho con hongos de la candidiasis (Candida albicans). Tras sobrevivir a la infección, los animales fueron apareados con hembras completamente sanas. Los investigadores compararon a los niños resultantes con las crías de parejas de ratones que no se habían infectado previamente con Candida. Para investigar experimentalmente el estado del sistema inmunitario, el equipo infectó a los machos de la siguiente generación de ratones con bacterias coliformes. "Las crías de los ratones machos previamente expuestos a Candida estaban significativamente mejor protegidas contra la posterior infección por E. coli que las crías de los ratones machos no infectados", informa el Prof. Dr. Mihai G. Netea, del Centro Radboud de Enfermedades Infecciosas. Este efecto también se observó en la siguiente generación.
¿Cómo funciona esta transmisión de la inmunización a las siguientes generaciones? El equipo estudió las células inmunitarias típicas, como los monocitos o los neutrófilos. No se encontraron diferencias entre las crías de los ratones macho infectados con Candida y el grupo de control no infectado. Sin embargo, en la descendencia de los padres de los ratones previamente infectados, el complejo MHC de clase II estaba regulado al alza, lo que activa partes del sistema inmunitario. Además, la descendencia de los padres infectados por Candida también presentaba un aumento de la actividad de los genes implicados en la inflamación. En las crías de ratones machos previamente infectados con hongos de la candidiasis, se descubrió que los genes asociados a la inflamación se leían mejor en los precursores de monocitos que en los hijos de padres no infectados. "Esto demuestra que los precursores de monocitos del sistema inmunitario se reprograman epigenéticamente si los padres han sufrido previamente una infección por Candida albicans", resume Schlitzer.
El cambio en la actividad de los genes puede verse en el esperma
¿Cómo se transmite esta información a la siguiente generación? Los investigadores, junto con la Universidad de Saarland, examinaron la actividad genética del esperma de los padres de los ratones infectados por Candida. Analizaron hasta qué punto los grupos metilo bloqueaban el acceso a los genes. "Aquí se pudo reconocer un cambio en los marcadores genéticos", afirma el Prof. Dr. Jörn Walter, de la Universidad del Sarre. Las crías de los ratones macho infectados por Candida mostraron menos bloqueos de genes en regiones genéticas importantes para los procesos inflamatorios y la maduración de los monocitos. El modo en que la información sobre los marcadores de los espermatozoides llega a la médula ósea, lugar de nacimiento de muchas células inmunitarias, aún debe ser investigado en estudios posteriores.
"Los resultados han sido posibles gracias a la excelente y estrecha colaboración de investigadores de diferentes disciplinas e instituciones", subraya el profesor Netea. Junto con el Prof. Schlitzer, el científico también es miembro del Cluster of Excellence ImmunoSensation2 y del Life & Medical Sciences Institute (LIMES) de la Universidad de Bonn.
"El estudio demuestra por primera vez en mamíferos que las adaptaciones a las enfermedades infecciosas también se transmiten a la descendencia", afirma Netea. A diferencia de la teoría evolutiva clásica, que supone una adaptación lenta mediante cambios en el material genético, se trata de cambios muy rápidos a través de la regulación de las actividades de los genes, independientemente del código genético. Los investigadores aún no saben si los resultados obtenidos en ratones pueden trasladarse también a los humanos. "Pero lo suponemos", dice Schlitzer. "Los mecanismos y las células del sistema inmunitario implicados son muy similares en los ratones y en los humanos".
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Publicación original
Natalie Katzmarski, Jorge Domínguez-Andrés, Branko Cirovic, Georgios Renieris, Eleonora Ciarlo, Didier Le Roy, Konstantin Lepikhov, Kathrin Kattler, Gilles Gasparoni, Kristian Händler, Heidi Theis, Marc Beyer, Jos W. M. van der Meer, Leo A. B. Joosten, Jörn Walter, Joachim L. Schultze, Thierry Roger, Evangelos J. Giamarellos-Bourboulis, Andreas Schlitzer, Mihai G. Netea: Transmission of trained immunity and heterologous resistance to infections across generations, Nature Immunology
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