Desarrollamos herramientas para estudiar el cáncer en los demonios de Tasmania y podrían ayudar a combatir enfermedades en humanos
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Las enfermedades infecciosas emergentes, incluida la COVID-19, generalmente provienen de animales no humanos. Sin embargo, nuestra comprensión de los sistemas inmunológicos de la mayoría de los animales es lamentablemente deficiente, ya que hay una escasez de herramientas de investigación para otras especies además de los humanos y los ratones.
Nuestra investigación, publicada hoy en Science Advances, detalla las herramientas inmunológicas de vanguardia que desarrollamos para comprender el cáncer en los demonios de Tasmania. Es importante destacar que estas herramientas se pueden modificar rápidamente para su uso en cualquier especie animal.
Nuestro trabajo ayudará a los futuros esfuerzos de conservación de la vida silvestre, así como a la preparación contra posibles nuevas enfermedades en los seres humanos.
La caída del demonio
La población del demonio de Tasmania ha sufrido una fuerte disminución en las últimas décadas, debido a un cáncer letal llamado enfermedad del tumor facial del demonio (DFTD) detectado por primera vez en 1996.
Una década después de su descubrimiento, el análisis genético reveló que las células DFT se transmiten entre demonios, generalmente cuando se muerden entre sí durante el apareamiento. En 2014 se detectó un segundo tipo de tumor facial transmisible del diablo (DFT2), lo que sugiere que los demonios son propensos a desarrollar cánceres contagiosos.
En 2016, los investigadores informaron que algunos demonios salvajes tenían respuestas inmunitarias naturales contra los cánceres DFT1. Un año después, se probó una vacuna experimental para el tumor facial del diablo original (DFT1) en demonios inoculados artificialmente con células cancerosas.
Si bien la vacuna no los protegió, en algunos casos los tratamientos posteriores pudieron inducir la regresión del tumor.
Pero a pesar de los resultados prometedores y otras buenas noticias del campo, DFT1 continúa suprimiendo las poblaciones de demonios en la mayor parte de Tasmania. Y DFT2 plantea una amenaza adicional.
Un demonio de Tasmania con enfermedad tumoral facial del diablo. Crédito: Programa Save the Tasmanian Devil
Seguir un plan requiere herramientas
En los seres humanos, ha habido un progreso increíble en los tratamientos dirigidos a las proteínas que regulan nuestro sistema inmunológico. Estos tratamientos funcionan estimulando el sistema inmunitario para que elimine las células cancerosas.
Los análisis del ADN del demonio realizados por nuestro equipo mostraron que estos genes inmunitarios también están presentes en los demonios, lo que significa que podríamos desarrollar tratamientos similares para estimular el sistema inmunitario del demonio.
Pero estudiar el ADN El plan para los demonios nos lleva solo hasta cierto punto. Para construir una casa sólida, debe comprender el plano y tener las herramientas adecuadas. Las proteínas son los componentes básicos de la vida. Entonces, para construir tratamientos y vacunas efectivos para los demonios, tenemos que estudiar las proteínas en su sistema inmunológico.
Hasta hace poco, había pocas herramientas de investigación disponibles para esto. Y este problema era demasiado familiar para los investigadores que estudiaban inmunología y enfermedades en especies distintas a los humanos, ratones o ratas.
En el carril RÁPIDO
Podrías construir una casa con solo una sierra , martillo y clavos, pero una construcción mejor y más rápida requiere una caja de herramientas más grande y versátil.
En nuestra nueva investigación, hemos agregado más de una docena de herramientas a la caja de herramientas para comprender los tumores en los demonios de Tasmania. Estas son proteínas teranósticas simples adaptables fluorescentes o simplemente, proteínas FAST.
Una descripción general del sistema de proteínas FAST. Las proteínas fluorescentes y las proteínas del sistema inmunitario de diferentes especies se pueden intercambiar rápidamente para producir nuevas proteínas FAST. Crédito: Andrew S. Flies/WildImmunity
El término «teranóstico» fusiona terapéutico y diagnóstico. Las proteínas FAST se pueden usar como un fármaco terapéutico para tratar una enfermedad o como una herramienta de diagnóstico para determinar su causa y comprenderla mejor.
Una característica clave de las proteínas FAST es que se pueden etiquetar con una proteína fluorescente marcador, y pueden ser liberados de las células que diseñamos en el laboratorio para fabricarlos.
De esta manera, podemos recolectar y observar cómo las proteínas se unen e interactúan con otras proteínas sin necesidad de agregar una etiqueta más adelante en el proceso.
Para entender esto, imagina tratar de usar una llave diminuta en una cerradura diminuta en la oscuridad. Sería difícil, pero mucho más fácil si ambos estuvieran etiquetados con una luz de color. En el contexto del sistema inmunitario, es más fácil entender lo que necesitamos activar o desactivar si podemos ver dónde están las proteínas.
Al mapear cómo interactúan las proteínas dentro del sistema inmunitario del diablo, podemos encontrar mejores maneras de estimular el sistema inmunológico.
El sistema FAST también es adaptable, lo que significa que se pueden cortar y pegar nuevos objetivos en el sistema a medida que se identifican, como si se cambiaran las brocas de un taladro. Por lo tanto, también es útil para estudiar los sistemas inmunológicos de otros animales, incluidos los humanos.
Además, el sistema es lo suficientemente simple como para que la mayoría de las personas con experiencia básica en cultivo celular y biología molecular puedan usarlo.
Una célula de tumor facial del diablo 2 (DFT2), con el núcleo de la célula mostrado en azul. Crédito: Andrew S. Flies/WildImmunity
Aguja en un pajar
Las células cancerosas en humanos y animales pueden viajar a través del torrente sanguíneo para diseminarse o «hacer metástasis» por todo el cuerpo. La identificación de células tumorales individuales en la sangre puede arrojar luz sobre cómo el cáncer invade los órganos de los demonios y los mata.
Usando herramientas FAST, descubrimos que la proteína CD200a que inhibe las respuestas anticancerígenas en humanos se expresa en gran medida en los demonios. Con las herramientas FAST, pudimos mezclar células cancerosas DFT2 en sangre del diablo y seleccionarlas, a pesar de que hay aproximadamente una célula cancerosa por cada 1000 células sanguíneas.
CD200 es un poderoso «interruptor de apagado» para el sistema inmunitario, por lo que identificar este interruptor de apagado nos permite producir una vacuna que desactive el interruptor.
Al seleccionar rápidamente las mejores formas de estimular el sistema inmunitario del diablo, las herramientas FAST están acelerando nuestra investigación sobre desarrollando una vacuna preventiva para proteger a los demonios de la DFT.
¿Por qué estudiar los sistemas inmunológicos de los animales?
COVID-19 ha traído una vez más enfermedades infecciosas emergentes al escenario mundial. La capacidad de desarrollar rápidamente herramientas inmunológicas para nuevas especies significa que podemos entrar en acción cuando un nuevo virus salta a los humanos.
Además, las especies se están extinguiendo a un ritmo alarmante y las enfermedades de la vida silvestre amenazan cada vez más los esfuerzos de conservación.
Comprender cómo los sistemas inmunológicos de otros animales combaten las enfermedades podría proporcionar un modelo para desarrollar vacunas y terapias para ayudarlos.
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Nuevas armas para combatir la enfermedad tumoral facial del demonio de Tasmania Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una Licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Desarrollamos herramientas para estudiar el cáncer en los demonios de Tasmania y podrían ayudar a combatir enfermedades en humanos (2 de julio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/ news/2020-07-tools-cancer-tasmanian-devils-disease.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.