Crédito de la imagen: Northwestern University.
Biología-Celular

Las células inmunes consultan con los vecinos para tomar decisiones.

Muchas personas consultan a sus amigos y vecinos antes de tomar una gran decisión. Resulta que las células también están consultando a sus vecinos en el cuerpo humano.

Los científicos saben desde hace tiempo que las células inmunes migran al sitio de una infección, que los individuos experimentan como inflamación. 

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad Northwestern ha descubierto evidencia de que esta reunión no es solo una consecuencia de la activación inmune; las células inmunes «cuentan» cuántas de ellas se han reunido para determinar cuánto debe reaccionar el sistema inmunitario.

“Este es un aspecto previamente no reconocido de la función inmune. Las células toman una decisión coordinada. No se activan de manera uniforme, sino que deciden colectivamente cuántas células se activarán, de modo que, juntos, el sistema pueda defenderse de una amenaza sin reaccionar de forma peligrosa”, dijo el profesor Joshua Leonard de la Universidad de Northwestern.

«Una parte clave de este trabajo se basó en el desarrollo de nuevos modelos computacionales para interpretar nuestros experimentos y dilucidar cómo las células realizan cálculos para tomar decisiones coherentes», agregó la Dra. Neda Bagheri de la Universidad de Washington.

El sistema inmunitario del cuerpo trabaja constantemente para mantener un delicado equilibrio. Cuando se introduce una amenaza, el sistema necesita responder con la suficiente fuerza como para combatir infecciones o enfermedades, pero no tan fuerte como para causar daño.

Los investigadores querían comprender mejor cómo el sistema inmunitario toma este tipo de decisiones. «Es muy interesante porque el sistema inmunitario está descentralizado», dijo Joseph Muldoon, un estudiante graduado en la Universidad Northwestern.

“Las células inmunitarias son agentes individuales que necesitan trabajar juntas, y la naturaleza ha encontrado una solución para cómo pueden llegar a la misma página. Las células llegan a diferentes estados de activación, pero de tal manera que, en general, la respuesta de la población está calibrada».

Para explorar este fenómeno, los científicos examinaron los macrófagos, un tipo de célula inmune que es parte de la primera línea de defensa para combatir infecciones y enfermedades.

Observaron cómo los macrófagos respondieron a una sustancia química producida por bacterias, una señal de alerta que alerta al cuerpo sobre la presencia de infección, utilizando técnicas que permitieron al equipo observar las respuestas de las células individuales a lo largo del tiempo.

Luego, los autores utilizaron modelos computacionales para ayudar a interpretar y explicar estas observaciones. Las células inmunes estaban «contando» cuántas de ellas se habían reunido para determinar cuánto debería reaccionar el sistema. «Con el tiempo, las células observan sus alrededores para tener una idea de sus vecinos», dijo Muldoon.

“Cada célula se prepara para responder como un alto activador o no. Ahora que sabemos que existe esta capa adicional que controla el sistema inmune, abre una vía completa para estudiar si hay nuevos objetivos para la inmunomodulación».

Los investigadores creen que esta información podría usarse para desarrollar mejores inmunoterapias contra el cáncer o tratamientos para enfermedades autoinmunes, ayudar a diseñar mejores medicamentos y guiar la ingeniería de terapias avanzadas basadas en células.

«La biología ha desarrollado muchas formas fascinantes y sorprendentes para controlar procesos complejos», dijo el profesor Leonard.

“Como biólogos sintéticos, trabajamos para diseñar células para que realicen funciones terapéuticas personalizadas, como activar el sistema inmunitario localmente en el sitio del tumor, pero no en todo el paciente. Comprender las innovaciones de la naturaleza nos ayuda a crear nuevos diseños y nos permite ser mejores ingenieros”.

Mayor información: Joseph J. Muldoon, Yishan Chuang, Neda Bagheri and Joshua N. Leonard. «Macrophages employ quorum licensing to regulate collective activation». Nature Communications, Published: 13 February 2020.

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