La lucha contra la autoinmunidad y el cáncer: La clave nutricional
Una forma innovadora y visual de ilustrar los hallazgos científicos. Crédito: Instituto de Salud de Luxemburgo
Los científicos del Departamento de Infecciones e Inmunidad del Instituto de Salud de Luxemburgo (LIH) revelaron un mecanismo novedoso a través del cual el sistema inmunitario puede controlar la autoinmunidad y el cáncer. En el foco especial de los investigadores estaban las células T reguladoras, un tipo específico de glóbulos blancos que, en general, actúan como un freno en el sistema inmunológico. El equipo de investigación de LIH dirigido por el profesor Dirk Brenner, miembro de FNR ATTRACT y director de inmunología experimental y molecular, reveló un mecanismo que controla la función de las células T reguladoras y determina el equilibrio entre la autoinmunidad y la actividad anticancerígena.
En un modelo preclínico, los científicos demostraron además que la elucidación del mecanismo metabólico de una enfermedad puede conducir a la reducción de la enfermedad mediante una dieta diseñada racionalmente que aborde específicamente estas alteraciones metabólicas. Esto establece una nueva dirección para el tratamiento futuro de las enfermedades metabólicas. Estos hallazgos, que se publicaron hoy en la revista internacional líder Cell Metabolism, tienen implicaciones importantes para el desarrollo de opciones de tratamiento personalizadas para los trastornos autoinmunitarios y el cáncer.
«Nuestro sistema inmunitario es necesario para un funcionamiento corporal saludable y nos protege de todo tipo de infecciones. Particularmente importantes a este respecto son las células T, y específicamente las células T reguladoras. Aunque representan solo una pequeña fracción de todas las células T, son cruciales para mantener nuestro sistema inmunológico bajo control», explica el profesor Brenner. . «Si las células T reguladoras no funcionan, el sistema inmunitario pierde el control y se vuelve contra su propio cuerpo. Esto puede conducir a enfermedades autoinmunes perjudiciales como la esclerosis múltiple, la diabetes tipo I o la artritis. Sin embargo, un sistema inmunitario altamente reactivo puede matar el cáncer células de manera muy eficiente. Esto ha llevado al desarrollo de ‘inhibidores de puntos de control’, fármacos específicos que desencadenan un ataque del sistema inmunitario contra las células cancerosas y que ganaron el Premio Nobel de Medicina en 2018». Los científicos luxemburgueses tomaron este ángulo y revelaron un mecanismo novedoso mediante el cual se puede controlar este equilibrio entre una reacción inmunitaria extrema o atenuada mediante la modificación del metabolismo de las células T reguladoras.
Inicialmente, los investigadores se centraron en cómo las células T reguladoras se las arreglan con estrés El estrés celular puede originarse en las propias células, por ejemplo cuando se activan y se dividen, pero también en su entorno, especialmente en las células tumorales cercanas. Los radicales libres llamados especies reactivas de oxígeno (ROS) son los mediadores moleculares del estrés celular. Estos son dañinos para las células y por lo tanto necesitan ser inactivados. «Los radicales libres de oxígeno son ‘neutralizados’ por los antioxidantes y el principal antioxidante en las células T es una molécula conocida como glutatión. Nos sorprendimos cuando nos dimos cuenta de que las células T reguladoras tenían aproximadamente tres veces más glutatión que otras células T. Esto apuntaba a una función importante», dice Henry Kurniawan, primer autor del estudio y Ph.D. estudiante en el grupo del Prof. Brenner. A través de un enfoque genético sofisticado, los científicos eliminaron un gen llamado ‘glutamato cisteína ligasa’ (Gclc) solo en una pequeña población de células T reguladoras en ratones. El gen Gclc es fundamental para la producción de glutatión. El equipo del profesor Brenner descubrió que los radicales libres se acumulaban en estas células T reguladoras alteradas genéticamente y que estas células perdían su capacidad de actuar como un freno para el sistema inmunitario. Sorprendentemente, esto condujo a una activación inmunológica masiva y una enfermedad autoinmune fatal.
El equipo también descubrió que la ausencia de glutatión en las células T reguladoras aumentaba enormemente el metabolismo de la serina. La serina es uno de los 22 aminoácidos diferentes que constituyen los componentes básicos de las proteínas, que a su vez son importantes para la estructura y función de las células. Ningún grupo de investigación anterior había estudiado antes la conexión entre el glutatión, los radicales libres, la serina y la función de las células T reguladoras. El equipo del profesor Brenner caracterizó la alteración metabólica que condujo a la enfermedad autoinmune observada en sus ratones mutantes. En base a sus hallazgos, diseñaron un plan nutricional específico con el objetivo de corregir estos cambios metabólicos causantes de enfermedades. Este plan dietético carecía tanto de los aminoácidos serina como de la glicina estrechamente relacionada. Curiosamente, esta dieta de precisión diseñada suprimió la autoinmunidad grave y no se desarrolló ninguna enfermedad. «Es importante destacar que nuestro estudio muestra que la ausencia de solo 2 de 22 aminoácidos puede curar una enfermedad autoinmune compleja. Por lo tanto, dilucidar la base metabólica y molecular exacta de una enfermedad ofrece la posibilidad de corregir estas anomalías metabólicas a través de una dieta especial que es adaptado con precisión al mecanismo de la enfermedad delineado. Nuestro estudio podría ser un primer paso en la dirección del tratamiento personalizado de las enfermedades metabólicas y la autoinmunidad», explica el profesor Brenner.
Video para ilustrar el descubrimiento científico Crédito: Instituto de Salud de Luxemburgo
«La relación entre el glutatión, los radicales libres y la serina se puede utilizar como un ‘interruptor’ para modular la activación de las células inmunitarias. Una mayor actividad de las células inmunitarias es beneficiosa para los pacientes con cáncer. Nos intrigaba la idea de utilizar nuestros hallazgos también para impulsar respuestas antitumorales», añade. De hecho, el equipo demostró además que los niveles más bajos de glutatión en las células T reguladoras y el aumento resultante en la activación de las células inmunitarias conducían a un rechazo tumoral significativo, lo que podría abrir nuevas vías terapéuticas para el tratamiento del cáncer. «Estos sorprendentes resultados muestran el enorme potencial de ajustar el metabolismo para prevenir la autoinmunidad y combatir el cáncer. Esto podría allanar el camino para el desarrollo de una nueva generación de inmunoterapias», explica el profesor Markus Ollert, director del Departamento de Infecciones e Inmunidad de LIH. «La publicación de estos resultados en una revista internacional tan competitiva y prestigiosa es un logro trascendental no solo para nuestro departamento e instituto, sino para toda la comunidad de investigación biomédica de Luxemburgo», concluye.
En proyectos futuros, los investigadores utilizarán sus hallazgos para elaborar nuevos enfoques para la intervención terapéutica. En ese sentido, los científicos ya han demostrado que su mecanismo de control de la enfermedad delineado también es relevante en las células T reguladoras humanas.
Debido a su importancia, Cell Metabolism seleccionó la publicación como portada. artículo del número de mayo de la revista.
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Mejorando la inmunoterapia para el cáncer Más información: Henry Kurniawan et al, Glutathione Restricts Serine Metabolism to Preserve Regulatory T Cell Function, Cell Metabolism (2020). DOI: 10.1016/j.cmet.2020.03.004 Información de la revista: Cell Metabolism
Proporcionado por el Instituto de Salud de Luxemburgo Cita: Lucha contra la autoinmunidad y el cáncer: la clave nutricional (7 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-autoimmunity-cancer-nutritional-key.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.