Paredes divisorias: Cómo entran las células inmunitarias en los tejidos

Los hallazgos ofrecen una imagen completa de un proceso tan importante para la curación como para la propagación del cáncer

25.04.2022 - Austria

Para llegar a los lugares donde se necesitan, las células inmunitarias no sólo se cuelan a través de pequeños poros. Incluso superan barreras parecidas a muros de células muy compactas. Científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) han descubierto ahora que la división celular es la clave de su éxito. Junto con otros estudios recientes, sus hallazgos, publicados en la revista Science, ofrecen una imagen completa de un proceso tan importante para la curación como para la propagación del cáncer.

Imagine un muro de piedra en el campo. Apretado, una piedra se asienta encima de la otra llenando los huecos más pequeños. Un obstáculo aparentemente infranqueable. En su camino por el cuerpo para luchar contra las infecciones, las células inmunitarias se enfrentan a este tipo de barreras en forma de tejidos densos en células. Para hacer su trabajo como servicio de rescate del cuerpo, necesitan encontrar un camino a través de ellos. En un estudio reciente, científicos del grupo Siekhaus del ISTA, junto con colaboradores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) y tres estudiantes de un instituto local, examinaron de cerca cómo ocurre esto en los embriones de la mosca de la fruta.

Durante el desarrollo de estos diminutos y transparentes animales, los macrófagos, la forma dominante de células inmunitarias en las moscas de la fruta, se infiltran en los tejidos. Utilizando microscopios de alta gama, los científicos pudieron seguir su viaje. "Los macrófagos llegan a la pared y buscan el lugar adecuado para entrar", explica Maria Akhmanova, hasta hace poco postdoc en el grupo de investigación de Daria Siekhaus y primera autora del estudio.

Abriendo nuevos caminos

Las señales que guían a los macrófagos los han dirigido al lugar adecuado. Allí, el macrófago pionero, la primera célula en entrar, está esperando. De repente, una parte de la pared comienza a moverse. La célula que está justo delante del macrófago se redondea, preparándose para dividirse, una parte normal de su ciclo celular. "Esto es lo que el pionero ha estado esperando", dice Akhmanova. Al adelantar su núcleo celular, la célula pionera avanza mientras todos los demás macrófagos le siguen la pista. Como también descubrió recientemente el grupo de Siekhaus, para abrirse paso la pionera recibe un impulso extra de energía a través de un complejo proceso regido por una proteína recién descubierta que los científicos denominaron Atossa. Además, los científicos descubrieron que para proteger su sensible núcleo de los daños, los macrófagos desarrollan una armadura protectora hecha de filamentos de actina.

La división celular es crucial para el éxito

Al inhibir, ralentizar y acelerar con precisión la división específica de las células del tejido que las flanquea, los investigadores pudieron demostrar que el componente crucial que permite la entrada de las células inmunitarias es, de hecho, la división celular circundante. Los investigadores observaron, mediante imágenes en vivo, que, al prepararse para la división, la célula tisular del lugar de entrada pierde algunos de sus puntos de conexión con su entorno. En colaboración con el laboratorio De Renzis del EMBL, los investigadores también indujeron artificialmente el redondeo mediante una técnica de vanguardia que utiliza la luz para inducir cambios genéticos. Esto no fue suficiente para conseguir que los macrófagos entraran. Pero sí lo fue reducir genéticamente la cantidad de conexiones celulares. "Fue muy emocionante ver cómo los macrófagos sólo eran capaces de entrar en el tejido cuando la célula del tejido perdía sus conexiones", dice Akhmanova.

Potentes implicaciones para la investigación del cáncer

"Que la división celular sea el proceso clave que controla la infiltración de los macrófagos es realmente un concepto muy elegante con poderosas implicaciones", afirma entusiasmada la profesora Daria Siekhaus. El mismo mecanismo que ayuda a los macrófagos a entrar en los tejidos podría ser también esencial para muchos otros tipos de células inmunitarias en vertebrados como los humanos". A largo plazo, los científicos están ansiosos por saber si la manipulación de las conexiones o las divisiones de las células de los tejidos podría ayudar a aumentar la infiltración de las células inmunitarias en los tumores para combatirlos desde dentro o ayudar a reducir la capacidad de las células inmunitarias para atacar los tejidos durante la autoinmunidad. "Nuestros hallazgos también afectarán a cualquier investigador que trabaje con cualquier célula migratoria en el contexto del cuerpo", explica la bióloga celular.

Para su estudio, la biofísica teórica y becaria Lise Meitner Maria Akhmanova se adentró en el mundo de la microscopía. Con la ayuda de su mentora Daria Siekhaus, aprendió todo lo que pudo sobre las fascinantes y muy útiles moscas de la fruta. También formaron parte del equipo tres estudiantes del instituto de Klosterneuburg. Durante un viaje escolar a los laboratorios del Instituto, descubrieron su entusiasmo por la investigación. Así, ayudaron a Akhmanova a cruzar e identificar las moscas de la fruta e incluso escribieron un algoritmo para acelerar el análisis de las imágenes. "El éxito de este proyecto de investigación ha sido posible gracias a las fuerzas conjuntas de muchos científicos y a la enorme ayuda de tres motivados estudiantes de secundaria", afirma Akhmanova.

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