La migración de las células dendríticas de la piel a los vasos linfáticos depende de la hora del día. Células dendríticas de ratón (verde) migrando a los vasos linfáticos (rojo). Los vasos sanguíneos están en azul. Crédito: UNIGE, Christoph Scheiermann
Los relojes circadianos, que regulan la mayoría de los procesos fisiológicos de los seres vivos a un ritmo de unas 24 horas, son uno de los mecanismos biológicos más fundamentales. Al descifrar los mecanismos de migración celular que subyacen a la respuesta inmunitaria, científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en Suiza, y de la Universidad Ludwigs-Maximilians (LMU), en Alemania, han demostrado que la activación del sistema inmunitario se modula según la hora del día.
De hecho, la migración de las células inmunitarias de la piel a los ganglios linfáticos oscila durante un período de 24 horas. La función inmunológica es más alta en la fase de reposo, justo antes de que se reanude la actividad por la tarde para los ratones, que son animales nocturnos, y temprano por la mañana para los humanos. Estos resultados, que pueden leerse en la revista Nature Immunology, sugieren que posiblemente se deba tener en cuenta la hora del día a la hora de administrar vacunas o inmunoterapias contra el cáncer, con el fin de aumentar su eficacia.
A diferencia de lo innato sistema inmunitario, que reacciona inmediatamente pero de forma no dirigida, el sistema inmunitario adaptativo genera una respuesta a largo plazo específica para cada agente infeccioso. «El sistema inmunitario adaptativo tarda semanas en formar una respuesta específica a un patógeno dado. Esta respuesta luego dura mucho tiempo gracias a un mecanismo de memoria celular», dice Christoph Scheiermann, profesor en el Departamento de Patología e Inmunología y en la Universidad de Ginebra. Center for Inflammation Research (GCIR) de la Facultad de Medicina de UNIGE, quien dirigió esta investigación. «Este suele ser el mecanismo que funciona durante la vacunación contra un virus, por ejemplo».
Para comprender el papel de los ritmos circadianos en la activación inmunitaria, los investigadores observaron la migración de las células dendríticas de la piel al sistema linfático, uno de los pilares de la respuesta inmune adaptativa. Ubicadas en muchos órganos periféricos, incluida la piel, las células dendríticas migran a través de los vasos linfáticos hacia los ganglios linfáticos, donde se presentan los antígenos, para desencadenar una respuesta inmunitaria contra un patógeno entrante.
Relojes sincronizados
Los científicos primero observaron la capacidad migratoria de las células dendríticas en ratones salvajes cuatro veces al día, luego en ratones sin relojes internos funcionales. “Para que la migración celular se produzca correctamente, no solo las células dendríticas sino también las células de los vasos linfáticos deben responder a un ritmo circadiano”, explica Stephan Holtkamp, entonces investigador del Centro Biomédico de la Universidad Ludwig-Maximilian y primer autor de este estudiar. Por lo tanto, el reloj circadiano debe ser funcional en ambos lados del mecanismo: en la célula y en su entorno. Si no, los picos de actividad ya no se producen y el sistema inmunitario funciona continuamente a cámara lenta.
Los investigadores repitieron su experimento con células de piel humana extraídas de pacientes en diferentes momentos del día. «Identificamos numerosas moléculas, en particular quimiocinas, que intervienen en el proceso migratorio y cuya expresión está regulada por relojes circadianos», dice Christoph Scheiermann. «Se encontraron las mismas moléculas en células humanas y de ratón con un ritmo invertido correspondiente a los hábitos de vida de las dos especies, nocturno para los roedores, diurno para los humanos. Esto confirma que este ritmo está gobernado por la actividad natural según la alternancia del día y la noche. noche.»
Estimulación del sistema inmunitario en un momento favorable
Datos adicionales también indican que si se estimula el sistema inmunitario en diferentes momentos del día, aparecen las mismas oscilaciones, con una pico en la mañana. Pero, ¿por qué el sistema inmunitario se rige por un ritmo oscilatorio? “Los ritmos circadianos funcionan como un sistema de ahorro de energía para aprovechar al máximo los recursos energéticos de acuerdo con las necesidades más inmediatas. ¿Podría ser esta una forma de que el sistema inmunitario esté en alerta en los momentos en que el riesgo de exposición a patógenos es mayor? a través de la ingestión de alimentos y/o interacciones sociales?»
Así mismo, ¿podríamos ser más vulnerables a los patógenos por la tarde y por la noche? Es imposible decirlo por el momento. Sin embargo, la importancia del ritmo circadiano sobre el sistema inmunitario apenas está siendo revelada y podría ser de gran importancia tanto para la vacunación preventiva como para la administración de terapias antitumorales o el manejo de enfermedades autoinmunes. El equipo de Christoph Scheiermann ahora explorará con más detalle la primera etapa de la respuesta inmune, cuando el patógeno o la vacuna ingresan al cuerpo.
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Un estudio encuentra que el tráfico de linfocitos está controlado por el reloj circadiano Más información: Christoph Scheiermann, Los relojes circadianos guían las células dendríticas hacia los linfáticos de la piel, Nature Immunology (2021). DOI: 10.1038/s41590-021-01040-x. www.nature.com/articles/s41590-021-01040-x Información de la revista: Nature Immunology
Proporcionado por la Universidad de Ginebra Cita: La activación del sistema inmunitario oscila a lo largo del día, con un pico justo antes del comienzo del día: estudio (2021, 18 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-immune-oscillates-day-peak.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.