Las células T necesitan "centrales energéticas" sanas
Algunas células T del sistema inmunitario son especialmente sensibles a las alteraciones genéticas en sus centrales mitocondriales
Todas las células tienen sus propias centrales energéticas, llamadas mitocondrias. A menudo hay más de 100 mitocondrias por célula y cada una posee su propio genoma, que a su vez contiene genes responsables de la producción de energía. Si se introducen errores en estos genes, pueden producirse problemas en la célula y dar lugar a enfermedades. Científicos del Instituto de Salud de Berlín en Charité (BIH) y del Centro Max Delbrück han descubierto ahora que las células T del sistema inmunitario son especialmente sensibles a las alteraciones genéticas en sus centrales mitocondriales. Han publicado sus hallazgos en la revista Nature Genetics.
Los pacientes con síndrome de Pearson padecen anemia porque su médula ósea produce muy pocos glóbulos rojos. También se sospechan defectos del sistema inmunitario, pero aún no se han estudiado en detalle. El origen de estos problemas son errores en el genoma de las centrales energéticas celulares, las mitocondrias, explica el Dr. Leif S. Ludwig, jefe del Grupo de Investigación Junior Independiente Emmy Noether "Dinámica de las células madre y genómica mitocondrial" en el BIH y el Centro Max Delbrück. "El genoma de las mitocondrias presenta grandes lagunas (deleciones) en estos pacientes, lo que provoca que las células no tengan suficiente energía para realizar sus diversas funciones."
Sin mutaciones en las mitocondrias de algunas células T
El grupo de Ludwig forma parte del área de investigación conjunta "Enfoques unicelulares para la medicina personalizada", que el BIH de Charité fundó junto con el Centro Max Delbrück y Charité - Universitätsmedizin Berlin. Los científicos están especializados en el análisis de células individuales, por lo que pudieron examinar de cerca las células sanguíneas e inmunitarias de los pacientes. "Nuestra investigación demostró que los cambios patogénicos en el genoma mitocondrial no estaban presentes por igual en todas las células", explica Ludwig, biólogo celular. "Por ejemplo, las mitocondrias de ciertos tipos de células T estaban casi completamente libres de mutaciones. Eso fue bastante sorprendente".
Una explicación de este hallazgo, según Ludwig, es que cuando las células T se activan, dependen de las mitocondrias para suministrar la energía necesaria para su continua maduración. "Durante una respuesta de defensa, las células T necesitan proliferar sustancialmente, y pensamos que especialmente estas divisiones celulares iniciales no funcionan correctamente sin mitocondrias sanas".
La selección en juego
Sin embargo, curiosamente, los distintos tipos de células T muestran diferentes grados de tolerancia a los defectos del genoma mitocondrial. Las mutaciones patológicas se encuentran con frecuencia en las células T CD4+ con memoria, pero rara vez en las células T CD8+ con memoria. "La forma en que explicamos esto es que las células T CD8+ utilizan las mitocondrias de forma diferente", afirma Ludwig. "Como necesitan mitocondrias que estén completamente sanas, sólo vemos células T CD8+ de memoria sin mutaciones. Las células con mitocondrias 'enfermas' son eliminadas o, como decimos los biólogos celulares, seleccionadas negativamente." Como esto es muy importante para los pacientes con enfermedades mitocondriales, los científicos quieren seguir investigando para ver exactamente en qué se diferencian las mitocondrias de las distintas células.
Ludwig, cuyo grupo tiene su sede en el Instituto de Biología de Sistemas Médicos del Centro Max Delbrück de Berlín (MDC-BIMSB), está traduciendo sus hallazgos en aplicaciones médicas en colaboración con sus socios clínicos de Charité, entre ellos los profesores Lars Bullinger y Ulrich Keller, directores del Departamento de Hematología, Oncología e Inmunología Tumoral del Charité Campus Virchow-Klinikum (CVK) y del Charité Campus Benjamin Franklin (CBF), respectivamente. "Aún no sabemos hasta qué punto será terapéuticamente eficaz el uso de tecnologías de edición de bases -o incluso el trasplante de mitocondrias sanas- para abordar algún día las alteraciones del genoma mitocondrial", afirma Ludwig, "pero estamos pensando seriamente en ello."
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