El microbioma controla la aptitud del sistema inmunitario
Los interferones de tipo I inducidos por la microbiota controlan la funcionalidad de las células dendríticas. Crédito: Schaupp/Charit.
En colaboración con colegas de Maguncia, Berna, Hannover y Bonn, los investigadores de Charit – Universittsmedizin Berlin, el Instituto de Salud de Berlín (BIH) y el Centro Alemán de Investigación del Reumatismo de Berlín (DRFZ) pudieron mostrar cómo el microbioma ayuda a generar el sistema inmunológico es capaz de responder a los patógenos. Si las señales derivadas del microbioma están ausentes, los mediadores relevantes no se liberan, lo que resulta en una falla para activar los procesos metabólicos en ciertas células inmunitarias. Según el informe de los investigadores, que ha sido publicado en Cell, esto deja a las células relevantes sin el combustible necesario para montar una respuesta inmune.
Al residir en interfaces ambientales, los tejidos epiteliales del cuerpo representan puertas de entrada potenciales para los patógenos. Estos tejidos también son colonizados naturalmente por una comunidad compleja de bacterias, virus, hongos y parásitos conocida como microbioma. Es probable que, durante el curso de la evolución, las interacciones permanentes con estos microorganismos hayan resultado en el desarrollo de sólidas vías de señalización que protegen el cuerpo. Un equipo de investigadores dirigido por el Prof. Dr. Andreas Diefenbach, Director del Instituto de Microbiología, Enfermedades Infecciosas e Inmunología de Charit, ha estado estudiando el papel del microbioma en la respuesta inmunitaria del cuerpo contra los patógenos nocivos y los efectos resultantes en las vías de señalización.
La presencia de una infección desencadena la respuesta inmunitaria del organismo. Las células dendríticas convencionales (CDC) desempeñan un papel clave en este proceso. Estos forman parte del sistema inmunitario innato del cuerpo y llevan una gama de receptores de reconocimiento de patrones que les permiten detectar patógenos invasores rápidamente. La respuesta inicial de las células implica la liberación de citoquinas, proteínas de señalización que atraen a las células inmunitarias al sitio de la infección. Al mismo tiempo, estas células también utilizan la fagocitosis para engullir y digerir patógenos invasivos, después de lo cual presentan partículas individuales como antígenos en su superficie celular. Esto, a su vez, conduce a la activación de las células T, que forman parte del sistema inmunitario adaptativo, y da como resultado una respuesta inmunitaria dirigida. Por el contrario, cuando la activación de las células T es desencadenada por CDC que presentan antígenos endógenos, conduce a una respuesta inmunitaria defectuosa e indeseable y da como resultado enfermedades autoinmunes.
El equipo de investigadores dirigido por el profesor Diefenbach descubrió que los CDC son incapaz de desencadenar respuestas inmunitarias en condiciones estériles (es decir, en ratones libres de gérmenes). Los investigadores concluyeron que las CDC deben recibir información mientras la célula se encuentra en su estado basal, que se caracteriza por la ausencia de infección, y que esta información debe derivar del microbioma. Estas señales derivadas del microbioma preparan a los CDC para una respuesta futura contra los patógenos.
«Queremos comprender la naturaleza de los efectos continuos del microbioma en la función de los CDC», dice el profesor Diefenbach. «En este estudio, pudimos demostrar que, en su estado basal, estas células inmunitarias especializadas están sujetas a la señalización ininterrumpida controlada por el microbioma de los interferones tipo I (IFN-I)».
Los interferones son citocinas, moléculas de señalización especiales conocidas por desempeñar un papel en la actividad antiviral. «Hasta ahora, sabíamos poco sobre el papel del IFN-I en el estado basal. Los CDC que no reciben esta señalización de IFN-I durante el estado basal no pueden cumplir con las funciones fisiológicas que realizan como parte de la lucha del cuerpo contra los patógenos. , dice el microbiólogo. Los resultados del estudio sugieren que el microbioma controla la aptitud del sistema inmunitario. Ejerce este control al llevar el sistema inmunitario a un estado de «preparación» para acelerar su respuesta a los patógenos.
Los investigadores utilizaron varios modelos animales para obtener información sobre la manera en que el microbioma- El IFN-I controlado prepara a los CDC en estado basal para el combate futuro. Usando tecnología de secuenciación, los investigadores pudieron comparar los epigenomas y transcriptomas de CDC de animales libres de gérmenes con los de animales de control y animales deficientes en receptores de IFN-I. Los investigadores querían saber qué sucede a nivel molecular en los CDC cuando ya no están expuestos al IFN-I.
Al describir las observaciones de los investigadores, la primera autora del estudio, Laura Schaupp, dice: «Curiosamente, cuando observamos los CDC de animales libres de gérmenes y aquellos sin señalización de IFN-I, pudimos observar niveles bajos de niveles de expresión entre los genes involucrados en la cadena respiratoria mitocondrial.Análisis posteriores revelaron que el metabolismo celular de las CDC de animales libres de gérmenes es disfuncional, lo que los hace incapaces de iniciar una respuesta inmune.Las células carecen efectivamente del combustible necesario para responder a los patógenos. » Esto sugiere que el microbioma es de crucial importancia para el funcionamiento de los CDC. Parece esencial para la capacidad de los CDC para montar una respuesta eficaz a las infecciones bacterianas o virales, incluidas las respuestas mediadas por las células T.
Los hallazgos de los investigadores pueden contribuir al desarrollo de nuevos enfoques terapéuticos. Muchas enfermedades autoinmunes, como el lupus eritematoso sistémico, están causadas por una mayor producción de IFN-I. Otros estudios han demostrado que el microbioma influye en la eficacia de los inhibidores de puntos de control en las inmunoterapias contra el cáncer. «Estos fenómenos seguirán siendo de gran interés para nosotros», dice el Prof. Diefenbach. «Por ejemplo, ¿es posible cambiar la composición del microbioma de tal manera que reduzca la disponibilidad de IFN-I, ejerciendo así una influencia positiva en las enfermedades autoinmunes? ¿O podría ser posible mejorar las respuestas a las inmunoterapias contra el cáncer ejerciendo una influencia positiva en la producción de IFN-I subyacente?» El equipo de investigadores ahora planea realizar más estudios que explorarán estas preguntas.
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Mapa de las interacciones de las bacterias intestinales con el sistema inmunitario Más información: Laura Schaupp et al, Microbiota-Induced Type I Interferons Instruct a Poised Basal State of Dendritic Cells, Cell (2020) . DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.022 Información de la revista: Cell
Proporcionado por Charit – Universittsmedizin Berlin Cita: El microbioma controla la aptitud del sistema inmunitario (2020, 12 de mayo) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-microbiome-immune.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.