Especificidad inmunológica ¿es impulsada por el sistema nervioso?

Una investigación dirigida por científicos de la Universidad Estatal de Washington (Washington State University, WSU) respalda una novedosa teoría del sistema inmunitario innato con el que nacen las personas y que puede responder de manera diferente a patógenos específicos. Esta cualidad, conocida como especificidad inmunológica, se atribuía anteriormente solo al sistema inmunitario adaptativo, que se desarrolla con el tiempo a través de la exposición a enfermedades.

En el estudio “Neuronal GPCR NMUR-1 regulates distinct immune responses to different pathogens” [1] publicado en la revista Cell Reports, sugiere que esta especificidad inmune innata es impulsada por el sistema nervioso e identifica una proteína neuronal como un enlace crítico en el proceso.

Sistema nervioso e infecciones

Jingru Sun

Basados ​​en un modelo animal, estos son prometedores hallazgos para el tratamiento de afecciones como la sepsis, la artritis y la enfermedad inflamatoria intestinal, en las que el sistema inmunitario innato ataca al cuerpo y provoca una inflamación descontrolada. También podrían proporcionar una base para perfeccionar un tratamiento experimental que aproveche el sistema nervioso para combatir infecciones.

Los estudios clínicos han demostrado que estimular los circuitos neuronales deteriorados, ya sea eléctrica o farmacológicamente, puede curar o aliviar muchas enfermedades inmunitarias innatas“, comenta Jingru Sun, coautora principal del estudio y profesor asociado en el WSU Elson S. Floyd College of Medicine. “Saber cómo el sistema inmunitario innato genera una respuesta específica a un patógeno en particular nos permite manipular los circuitos neuronales para ajustar la intensidad de la respuesta inmunitaria según sea necesario”.

Básicamente, esto ayudaría a restablecer el equilibrio del sistema inmunitario, ya sea reduciendo una respuesta excesiva que puede causar inflamación prolongada, daño tisular e incluso la muerte; o al impulsar una respuesta insuficiente para evitar que una infección empeore. Sun menciona que esto último es particularmente importante dado que la “era posterior a los antibióticos” se acerca rápidamente, un momento en que los antibióticos existentes serán inútiles en la lucha contra las superbacterias resistentes a los medicamentos.

Investigación de los efectos del NMUR-1

La investigación se realizó en un pequeño gusano conocido como Caenorhabditis elegans (C. elegans) que se alimenta de bacterias en el suelo. C. elegans es un animal modelo comúnmente utilizado para estudiar la regulación neuronal de la inmunidad innata debido a que cuenta con un simple sistema nervioso de sólo 302 neuronas bien identificadas, frente a los 86 mil millones de neuronas en un cerebro humano, y su cuerpo transparente que permite a los científicos ver cómo se expresan diferentes genes. Además, a diferencia de los humanos, C. elegans carece de un sistema inmunitario adaptativo. Esto permite estudiar la especificidad de su sistema inmunitario innato sin la interferencia de las respuestas inmunitarias adaptativas.

Los estudios iniciales realizados por el equipo de WSU habían encontrado que la ausencia de una proteína receptora neuronal conocida como NMUR-1 tenía efectos variables en la supervivencia de C. elegans cuando se exponía a diferentes patógenos bacterianos. Esto indica que la proteína NMUR-1 podría mediar en la respuesta de la infección por especificidad inmune innata. Pruebas adicionales con dos bacterias que mostraron efectos opuestos en la supervivencia, es decir, una vida útil más larga y más corta, confirmaron que NMUR-1 impulsa la especificidad inmune innata y también reveló cómo la proteína produce diferentes respuestas a diferentes patógenos.

Resultados

Jingru Sun

Lo que encontramos es que NMUR-1 controla los factores de transcripción, que a su vez controlan la transcripción de distintos genes inmunes innatos en respuesta a diferentes patógenos“, dijo el coautor principal Yiyong Liu, profesor asistente en el WSU Elson S. Floyd College of Medicine y director del Centro de Servicio de Genómica de la Universidad.

Siguientes pasos

El primer autor Phillip Wibisono, estudiante graduado de WSU, dijo que los próximos pasos en esta investigación es identificar de qué circuitos neuronales NMUR-1 son parte y luego tratar esos circuitos neuronales para ver cómo eso altera la respuesta inmune a diferentes patógenos. Si tiene éxito, eso acercaría su trabajo a aplicaciones potenciales en el tratamiento humano.

Además de Sun, Liu y Wibisono, otros coautores del artículo incluyen a Shawndra Wibisono, Chia-Hui Chen y Durai Sellegounder de la Facultad de Medicina Elson S. Floyd de WSU, y Jan Watteyne e Isabel Beets de KU Leuven en Bélgica.

El estudio fue apoyado con fondos del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, un organismo de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos, con fondos adicionales proporcionados por Research Foundation Flanders y la Facultad de Medicina WSU Elson S. Floyd.

Referencias

  1. Phillip Wibisono, Shawndra Wibisono, Jan Watteyne, Chia-Hui Chen, Durai Sellegounder, Isabel Beets, Yiyong Liu y Jingru Sun; Neuronal GPCR NMUR-1 regulates distinct immune responses to different pathogens; Cell Reports; VOLUME 38, ISSUE 6, 110321, FEBRUARY 08, 2022; Publicado el 8 de febrero de 2022; DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110321; Disponible en el URL https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)00032-8

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