Funciones inmunitarias intercambiadas por éxito reproductivo
Un espécimen hembra de la especie de rape de aguas profundas Melanocetus johnsonii de unos 75 mm de tamaño con un macho grande de 23,5 mm fusionado en su vientre. Crédito: Edith A. Widder
Los rapes de aguas profundas emplean una estrategia reproductiva increíble. Los diminutos machos enanos se unen permanentemente a hembras relativamente gigantescas, fusionan sus tejidos y luego establecen una circulación sanguínea común. De esta manera, el macho se vuelve totalmente dependiente de la hembra para el suministro de nutrientes, como un feto en desarrollo en el útero de su madre o un órgano donado en un paciente trasplantado. En los rapes, este fenómeno inusual se denomina parasitismo sexual y contribuye al éxito reproductivo de estos animales que viven en el vasto espacio de las profundidades marinas, donde las hembras y los machos rara vez se encuentran.
El apego permanente de machos a hembras representa una forma de unión anatómica, que por lo demás es desconocida en la naturaleza, excepto por la rara ocurrencia en gemelos genéticamente idénticos. El sistema inmunológico representa un obstáculo extraordinario. Ataca el tejido extraño ya que destruiría las células infectadas por patógenos. Solo observe las dificultades que rodean el trasplante de órganos en humanos, que requiere la cuidadosa comparación cruzada de los tipos de tejido del donante y el receptor, junto con medicamentos inmunosupresores, para garantizar la supervivencia a largo plazo del injerto de órgano. Pero, ¿cómo es posible que los rapes se acepten tan fácilmente cuando cabría esperar el rechazo de los tejidos?
El fenómeno del parasitismo sexual ha planteado un enigma que existe desde hace 100 años, desde que la primera pareja unida fue descubierta por un biólogo pesquero islandés en 1920. Ahora, científicos de Alemania y EE. UU. han resuelto este enigma centenario e informan sus hallazgos en la revista científica Science.
Funciones clave del sistema inmunitario eliminadas
Hace unos años, Thomas Boehm, médico e inmunólogo que trabajaba en el Instituto Max Planck de Inmunobiología y Epigenética en Freiburg, Alemania, y Theodore W. Pietsch, ictiólogo y experto en rape de renombre internacional que trabajaba en la Universidad de Washington en Seattle, se dispuso a estudiar los genomas de diferentes especies de rape. Comenzaron observando la estructura de los antígenos principales de histocompatibilidad (MHC). Estas moléculas se encuentran en la superficie de las células del cuerpo y dan la señal de alarma al sistema inmunitario cuando las células están infectadas por un virus o una bacteria. Para asegurarse de que todos los patógenos se reconozcan de manera eficiente, las moléculas del MHC son extremadamente variables, tanto que es difícil encontrar formas idénticas o casi idénticas en dos individuos cualesquiera de una especie. Esta característica está en la raíz del problema de compatibilidad de tejidos que afecta a los trasplantes de órganos humanos y médula ósea.
Curiosamente, los investigadores descubrieron que los rapes que usan un apego permanente están en gran medida empobrecidos en los genes que codifican estas moléculas MHC, como si hubieran eliminado el reconocimiento inmunológico en favor de la fusión de tejidos. «Además de esta constelación inusual de genes MHC, descubrimos que la función de las células T asesinas, que normalmente eliminan de forma activa las células infectadas o atacan los tejidos extraños durante el proceso de rechazo de órganos, también estaba gravemente disminuida, si no perdida por completo. Estos hallazgos insinuaban la posibilidad de que el sistema inmunológico de los rapes fuera muy inusual entre las decenas de miles de especies de vertebrados”, dice Jeremy Swann del MPI de Inmunobiología y Epigenética y primer autor del estudio.
Hembra de la especie Photocorynus spiniceps, 46 mm , con un macho parásito de 6,2 mm fusionado a su espalda. Crédito: Theodore W. Pietsch
Supervivencia sin instalaciones inmunitarias adquiridas
Después de estos descubrimientos inesperados, los científicos sospecharon que la reorganización del sistema inmunitario de los rapes podría ser aún más extensa de lo esperado. Y, de hecho, investigaciones posteriores indicaron que los anticuerpos, que son la segunda arma poderosa en el arsenal de la defensa inmunológica, también faltan en algunas especies de rape. «Para los humanos, la pérdida combinada de importantes instalaciones inmunitarias observada en los rapes daría como resultado una inmunodeficiencia fatal», dice Thomas Boehm, director del MPI de Inmunobiología y Epigenética y científico principal del proyecto.
Sin embargo, los rapes son obviamente capaces de sobrevivir sin funciones inmunitarias adaptativas esenciales. Por lo tanto, los investigadores concluyeron que los animales utilizan instalaciones innatas muy mejoradas para defenderse de las infecciones, una solución inesperada a un problema al que se enfrentan todos los seres vivos. De hecho, hasta ahora, se pensaba que una asociación de inmunidad adquirida e innata, una vez formada en la evolución, no puede separarse sin graves consecuencias.
El sistema inmunológico afecta la estrategia reproductiva
El estudio muestra que, a pesar de varios cientos de millones de años de asociación coevolutiva de funciones innatas y adaptativas, los vertebrados pueden sobrevivir sin las instalaciones inmunitarias adaptativas que antes se consideraban insustituibles. Asumimos que las fuerzas evolutivas aún desconocidas primero impulsan cambios en el sistema inmunológico, que luego se explotan para la evolución del parasitismo sexual», dice Thomas Boehm.
Curiosamente, los científicos creen que, entre su colección de peces, incluso han capturado una especie en camino a desarrollar parasitismo sexual.»Nos parece notable que el modo inusual de reproducción se haya inventado varias veces de forma independiente en este grupo de peces», dice Ted Pietsch de la Universidad de Washington.
Aunque aún no se han descubierto los detalles de las instalaciones inmunitarias innatas mejoradas en los rapes, los resultados de este estudio apuntan a estrategias potenciales que mejoran las instalaciones inmunitarias innatas en pacientes humanos que sufren las consecuencias de un deterioro innato o adquirido de las instalaciones inmunitarias. Por lo tanto, el viaje científico que comenzó con una oscura observación a bordo de un barco pesquero en medio del Atlántico abre inesperadamente nuevas vías para el tratamiento de i Trastornos inmunológicos en humanos.
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El descubrimiento del sistema inmunológico podría acabar con el rechazo crónico de órganos Más información: JB Swann el al., «La inmunogenética del parasitismo sexual», Science (2020). science.sciencemag.org/lookup/ … 1126/science.aaz9445 Información de la revista: Science
Proporcionado por el Instituto Max Planck de Inmunobiología y Epigenética Cita: Funciones inmunitarias cambiadas por éxito reproductivo (30 de julio de 2020) ) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-immune-functions-reproductive-success.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.