La edición del ARN guía a las células inmunitarias hacia las zonas de lesión tisular
Los hallazgos de este trabajo pueden revolucionar el tratamiento de muchas enfermedades
Un equipo internacional de científicos dirigido por la Universidad de Heidelberg, la Facultad de Medicina de Mannheim y la Universidad de Newcastle (Gran Bretaña) ha logrado descifrar un nuevo mecanismo del llamado tráfico de células inmunitarias examinando las enfermedades vasculares. Sorprendentemente, la puesta a punto de este proceso fundamental de defensa inmunitaria corre a cargo de un sistema de edición de ARN (ADAR2) en las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos. Este conocimiento podría abrir nuevas vías terapéuticas para un gran número de enfermedades inflamatorias.
El tráfico de células inmunitarias es un proceso inmunológico fundamental impulsado por la interacción entre células inmunitarias y células endoteliales vasculares en respuesta al estrés. Gatsiou et al. examinaron cómo las modificaciones de las letras del alfabeto del ARN controlan este proceso.
Ella Maru Studio, Konstantinos Stellos, Aikaterini Gatsiou
Cuando nuestro organismo sufre una lesión o se infecta por agentes patógenos, unas señales químicas denominadas citoquinas hacen que las células inmunitarias abandonen el torrente sanguíneo y se desplacen a través de la pared de los vasos sanguíneos hasta el lugar de la lesión o infección. Este proceso de tráfico de células inmunitarias es esencial para la defensa natural del organismo. Sin embargo, si este proceso se activa de forma crónica, puede provocar una inflamación crónica de los tejidos y daños en los órganos, lo que a su vez favorece el desarrollo de enfermedades inflamatorias crónicas como las cardiopatías y el cáncer. El tráfico de células inmunitarias es, por tanto, un parámetro importante que puede utilizarse para regular los procesos inflamatorios y es objeto de desarrollo de fármacos para el tratamiento de una amplia variedad de enfermedades.
El equipo internacional de investigadores llevó a cabo sus investigaciones tomando como ejemplo las enfermedades isquémicas. Durante las enfermedades isquémicas, nuestro organismo experimenta una falta de oxígeno en el tejido afectado que desencadena la producción de citocinas. La consecuencia más común de la cardiopatía isquémica crónica es la insuficiencia cardíaca.
"La inflamación crónica es un importante mecanismo subyacente a la cardiopatía isquémica. Las personas que han sufrido un infarto corren un alto riesgo de sufrir un segundo infarto, desarrollar insuficiencia cardiaca o sufrir otras complicaciones. Si entendemos cómo se reclutan las células inmunitarias en el corazón tras un infarto agudo o en la cardiopatía isquémica crónica, podremos desarrollar nuevas terapias que puedan reducir este riesgo, conocido como riesgo residual", afirma el profesor Konstantinos Stellos. Junto con la bióloga del ARN y primera autora del estudio, la Dra. Aikaterini Gatsiou, realizó gran parte del trabajo en la Universidad de Newcastle (Reino Unido). Con su traslado a la Presidencia del Departamento de Investigación Cardiovascular de la Facultad de Medicina de Mannheim, en la Universidad de Heidelberg, en 2021, continuó su trabajo desde allí.
El hallazgo de que una enzima ARN orquesta la respuesta inflamatoria en el corazón o en otros tejidos musculares isquémicos la convierte en una prometedora diana para diversas enfermedades inflamatorias. ADAR2 (Adenosine Deaminase Acting on RNA-2) cataliza con precisión el cambio de una letra del alfabeto del ARN, llamada adenosina, por otra letra, llamada inosina, en sitios específicos del ARN, un proceso denominado edición del ARN. Los investigadores definieron desde la resolución de un solo nucleótido hasta el nivel de órgano el mecanismo exacto por el que la edición del ARN controla el tráfico de células inmunitarias en las enfermedades isquémicas.
"Creemos que un obstáculo importante para desarrollar rápidamente nuevas terapias es la tendencia de los estudios de investigación básica a basar las observaciones científicas en un solo nivel de análisis. Puesto que somos organismos multinivel, los esfuerzos por descubrir nuevas vías a las que dirigirnos farmacológicamente serían más eficaces si se exploran y prueban todos los niveles mecanísticos utilizando células primarias humanas y murinas, modelos experimentales de enfermedades y biopsias humanas. Esto es exactamente lo que teníamos en mente al diseñar esta investigación, que se llevó a cabo con la ayuda de varios expertos de diversos campos de investigación que contribuyeron significativamente a este estudio", explican el profesor Stellos y el Dr. Gatsiou.
La enzima de ARN ADAR2 no sólo puede ser una diana terapéutica en sí misma, sino que su actividad puede utilizarse como herramienta alternativa a las tecnologías de edición del genoma. La edición del ADN mediante las llamadas tijeras genéticas CRISPR/Cas9 permite ahora a los científicos modificar específicamente el ADN de un organismo para corregir enfermedades. Sin embargo, la tecnología también alberga riesgos, ya que provoca cambios irreversibles en el ADN. "El uso de la edición del ARN representa un enfoque más prometedor para el desarrollo de terapias para enfermedades inflamatorias como la insuficiencia cardíaca, el cáncer y las enfermedades autoinmunes. La edición del ARN no toca el ADN, es muy específica y el efecto es reversible y dosificable debido al corto tiempo de vida del ARN. Nuestro estudio proporciona un marco integrador para tales esfuerzos", afirma la Dra. Aikaterini Gatsiou. "Curiosamente, varios grupos de investigación están trabajando en la explotación de las enzimas ADAR humanas como máquinas de edición de ARN controlables", añade el profesor Stellos.
Teniendo en cuenta que la inflamación es un mecanismo común en varias patologías, los hallazgos de este trabajo pueden revolucionar el tratamiento de muchas enfermedades. Los resultados se publicaron en línea en Immunity, la principal revista científica de inmunología. Además de los autores principales del estudio, la Dra. Aikaterini Gatsiou y el Profesor Konstantinos Stellos, participaron científicos de otras universidades e instituciones de alto nivel de Alemania, Reino Unido, EE.UU., Italia, Japón, Grecia, Suecia y China. El estudio fue financiado principalmente por el Consejo Europeo de Investigación como parte del Programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, el Centro Alemán de Investigación Cardiovascular (DZHK), la Fundación Else Kröner-Fresenius (EKFS), la Fundación Alemana de Investigación (DFG) y el Consejo de Investigación e Innovación en Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC) del Reino Unido.
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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