Descifrar el lenguaje de las respuestas inmunitarias
La investigación tiene implicaciones para mejorar los tratamientos de inmunoterapia
Fiebre, tos, dolor de garganta -síntomas en el punto de mira en la era del COVID-19- son sólo algunos de los signos reveladores de que el sistema inmunitario de nuestro cuerpo entra en acción contra un intruso no deseado. La respuesta inmunitaria, ya sea provocada por una infección, un alérgeno o una vacuna, está impulsada por una compleja serie de procesos celulares que pueden durar varios días o incluso semanas.
Imagen simbólico
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Se sabe mucho sobre los procesos generales que intervienen en las respuestas inmunitarias. Sin embargo, debido a la enorme cantidad de variables que intervienen, determinar en qué se debe centrar el desarrollo de tratamientos o vacunas resulta muy parecido a buscar una aguja en un pajar. Esto puede cambiar ahora gracias a un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad McGill y el Instituto Nacional del Cáncer (NCI) de EE.UU., publicado recientemente en Science.
El estudio se centra en un proceso fundamental del sistema inmunitario: el papel de las proteínas denominadas citoquinas en la señalización y el inicio de las respuestas del organismo.
El papel crucial de los mensajeros
Nuestro sistema inmunitario suele caracterizarse como una batalla. Ciertos glóbulos blancos críticos (llamados células T) se desplazan por el torrente sanguíneo y el sistema linfático hasta los tejidos, en busca de rastros de microorganismos y otros invasores conocidos como antígenos. Para evitar atacar indiscriminadamente a las células sanas, los linfocitos T circulan hasta que reconocen un antígeno específico; sólo entonces envían mensajeros en forma de citoquinas para activar un sistema de alerta y señalar que no todo está bien.
"Se podría pensar que hay muchos y muy diferentes parámetros en la respuesta inmune que son cruciales - por ejemplo, el número de células T producidas para luchar contra los invasores podría variar, o el número de invasores (antígenos) en sí", explica Paul François, el biofísico de McGill que dirigió el equipo de análisis de datos, que incluía a los estudiantes de doctorado de física de McGill François Bourassa y Thomas Rademaker. "Pero la gran sorpresa es que, en realidad, lo que realmente importa es la fuerza del antígeno.
Los números ayudan a determinar lo esencial
Hasta ahora, era difícil medir la fuerza del antígeno -considerada como la eficacia con la que un antígeno desencadena la respuesta de las células T- independientemente de la cantidad de antígeno presente en un experimento determinado.
Sin embargo, gracias a un enfoque basado en datos y a la crucial colaboración con el NCI, François y sus colegas han sido capaces de descifrar el fenómeno altamente variable de la producción de citoquinas para obtener una lectura fiable de la fuerza del antígeno. Esto es potencialmente muy útil para predecir la eficacia de un candidato a vacuna o de un fármaco de inmunoterapia.
Para estudiar este fenómeno en detalle, los investigadores del NCI, dirigidos por Grégoire Altan-Bonnet, desarrollaron una plataforma robótica para realizar docenas de experimentos a la vez, exponiendo las células T a diversos antígenos y condiciones. Sooraj Achar, estudiante de posgrado en el laboratorio de Altan-Bonnet, optimizó el sistema automatizado con el fin de recopilar grandes cantidades de datos en una fracción del tiempo que habría llevado hacer los mismos experimentos a mano.
"Elaborar un mapa completo de la dinámica de las citocinas generadas por las células T en entornos muy diversos supone un reto y una oportunidad para comprender mejor cómo las células T "ven" el mundo antigénico y orquestan las respuestas inmunitarias", señaló Altan-Bonnet.
Los miembros del equipo de McGill utilizaron entonces el aprendizaje automático para procesar los datos generados por esos experimentos, y modelos matemáticos para captar patrones significativos en los datos. Esta modelización basada en datos reveló reglas sorprendentemente sencillas en el corazón de lo que, de otro modo, podría parecer un proceso muy complejo sujeto a múltiples variables
¿Un espectro de reacciones inmunitarias?
El análisis también demostró que los patrones de liberación de citoquinas contenían información sobre el tipo de antígeno encontrado y distinguían seis respuestas celulares distintas, en lugar de los tres tipos reconocidos habitualmente.
"Esto apoya la idea de que las respuestas inmunitarias existen a lo largo de un espectro y no como un interruptor binario de encendido y apagado", añade François. "Puede haber diferentes niveles de respuesta inmunitaria que pueden ajustarse al nivel adecuado de alerta en función de la complejidad de la situación".
Es probable que esta nueva comprensión mejore las estrategias de las inmunoterapias que dependen de las células T diseñadas para dirigirse a los tumores de un paciente.
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.
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