El sistema inmunitario humano es muy madrugador

Científicos suizos y alemanes demuestran que la activación del sistema inmunitario oscila a lo largo del día, con un pico justo antes del inicio de la jornada

21.10.2021 - Suiza

Los relojes circadianos, que regulan la mayoría de los procesos fisiológicos de los seres vivos a lo largo de un ritmo de unas 24 horas, son uno de los mecanismos biológicos más fundamentales. Al descifrar los mecanismos de migración celular que subyacen a la respuesta inmunitaria, científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en Suiza, y de la Universidad Ludwigs-Maximilians (LMU), en Alemania, han demostrado que la activación del sistema inmunitario se modula en función de la hora del día. En efecto, la migración de las células inmunitarias de la piel a los ganglios linfáticos oscila a lo largo de un periodo de 24 horas. La función inmunitaria es mayor en la fase de reposo, justo antes de que se reanude la actividad: por la tarde en el caso de los ratones, que son animales nocturnos, y a primera hora de la mañana en el caso de los humanos. Estos resultados, que pueden leerse en la revista Nature Immunology, sugieren que posiblemente se debería tener en cuenta la hora del día a la hora de administrar vacunas o inmunoterapias contra el cáncer, con el fin de aumentar su eficacia.

A diferencia del sistema inmunitario innato, que reacciona inmediatamente pero de forma no dirigida, el sistema inmunitario adaptativo construye una respuesta a largo plazo específica para cada agente infeccioso. "El sistema inmunitario adaptativo tarda semanas en formar una respuesta específica para un determinado patógeno. Esta respuesta dura mucho tiempo gracias a un mecanismo de memoria celular", afirma Christoph Scheiermann, profesor del Departamento de Patología e Inmunología y del Centro de Investigación de la Inflamación de Ginebra (GCIR) de la Facultad de Medicina de la UNIGE, que ha dirigido esta investigación. "Este es el mecanismo típico que funciona durante la vacunación contra un virus, por ejemplo".

Para comprender el papel de los ritmos circadianos en la activación inmunitaria, los investigadores observaron la migración de las células dendríticas desde la piel hacia el sistema linfático, uno de los pilares de la respuesta inmunitaria adaptativa. Situadas en muchos órganos periféricos, incluida la piel, las células dendríticas migran a través de los vasos linfáticos hasta los ganglios, donde se presentan los antígenos, para desencadenar una respuesta inmunitaria contra un patógeno entrante.

Relojes sincronizados

Los científicos observaron primero la capacidad migratoria de las células dendríticas en ratones salvajes cuatro veces al día, y luego en ratones sin relojes internos funcionales. "Para que la migración celular se produzca correctamente, no sólo las células dendríticas sino también las de los vasos linfáticos deben responder a un ritmo circadiano", explica Stephan Holtkamp, entonces investigador del Centro de Biomedicina de la Universidad Ludwig-Maximilian y primer autor de este estudio. Por tanto, el reloj circadiano debe ser funcional en ambos lados del mecanismo: en la célula y en su entorno. Si no es así, los picos de actividad dejan de producirse y el sistema inmunitario trabaja continuamente a cámara lenta.

A continuación, los investigadores repitieron su experimento con células de piel humana tomadas de pacientes en diferentes momentos del día. "Identificamos numerosas moléculas, en particular quimiocinas, que intervienen en el proceso migratorio y cuya expresión está regulada por los relojes circadianos", dice Christoph Scheiermann. "Las mismas moléculas se encontraron en células humanas y de ratón con un ritmo invertido que corresponde a los hábitos de vida de las dos especies, nocturno para los roedores, diurno para los humanos. Esto confirma que este ritmo se rige por la actividad natural según la alternancia del día y la noche".

Estimular el sistema inmunitario en un momento favorable

Otros datos indican también que si se estimula el sistema inmunitario en diferentes momentos del día, aparecen las mismas oscilaciones, con un pico por la mañana. Pero, ¿por qué el sistema inmunitario se rige por un ritmo oscilatorio? "Los ritmos circadianos funcionan como un sistema de ahorro de energía para aprovechar al máximo los recursos energéticos según las necesidades más inmediatas. ¿Podría ser esta una forma de que el sistema inmunitario esté en alerta en los momentos en que el riesgo de exposición a patógenos es mayor, a través de la ingesta de alimentos y/o las interacciones sociales?" Del mismo modo, ¿podríamos ser más vulnerables a los patógenos por la tarde y la noche? Por el momento es imposible decirlo. Sin embargo, la importancia del ritmo circadiano en el sistema inmunitario apenas se está revelando y podría ser de gran importancia tanto para la vacunación preventiva como para la administración de terapias antitumorales o la gestión de enfermedades autoinmunes. El equipo de Christoph Scheiermann explorará ahora con más detalle la primera etapa de la respuesta inmunitaria, cuando el patógeno o la vacuna entran en el organismo.

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.