Muchos microbios de aguas profundas son invisibles para el sistema inmunitario de los mamíferos
ARRIBA: El buque de investigación de los Schmidt Ocean Institutes FalkorSCHMIDT OCEAN INSTITUTE
Una forma en que el sistema inmunitario de los mamíferos se defiende contra patógenos conocidos y novedosos es mediante la detección de características microbianas comunes, como elementos de las paredes celulares bacterianas o flagelos. Pero un estudio publicado hoy (12 de marzo) en Science Immunology indica que este sistema de detección tiene algunos puntos ciegos. Los autores encontraron que la mayoría de los microbios recolectados de las profundidades del Océano Pacífico son invisibles para las células inmunitarias de los mamíferos, a pesar de la presencia del familiar componente lipopolisacárido (LPS) de la pared celular bacteriana.
Este trabajo implica que existe una Hay mucho más potencial de que un patógeno escape de nuestras respuestas inmunitarias de lo que habíamos pensado anteriormente, dice Christopher LaRock, inmunólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory que no participó en el estudio. La bacteria Yersinia pestis, que causa la peste, puede modificar su LPS, escapando así a la detección inmunológica, añade. Pensamos que las cosas que no se detectaban eran patógenos realmente inteligentes que lo tenían todo resuelto. . . pero aquí hay algunas bacterias que nunca han visto a un humano y aún pueden escapar.
Según Jonathan Kagan, inmunólogo del Boston Childrens Hospital, un principio clásico de su campo es que el sistema inmunitario está diseñado para detectar cada microbio que encontraremos, por si acaso es infeccioso. Pero, ¿qué pasa con esos microbios que los humanos no encontrarían razonablemente, digamos, los que se encuentran en las profundidades de la superficie de los océanos? Kagan, la ecologista marina de la Universidad de Boston Randi Rotjan y Anna Gauthier, una estudiante de posgrado de la Universidad de Harvard que comparte tiempo entre los laboratorios de Kagan y Rotjan, se propusieron encontrar una respuesta.
El Área Protegida de las Islas Fénix en Kiribati es un Sitio del Patrimonio Mundial de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura. SCHMIDT OCEAN INSTITUTE
En 2017, Rotjan y Gauthier pasaron casi tres semanas a bordo del buque de investigación de Schmidt Ocean Institutes Falkor en el Área Protegida de las Islas Fénix en Kiribati, un país en el Océano Pacífico central. Utilizaron un robot sumergible operado a distancia para recolectar muestras de agua, coral, esponja, estrella de mar y sedimentos de diferentes profundidades oceánicas, luego probaron una variedad de condiciones para cultivar las bacterias que se encuentran en esas muestras. Terminaron con 117 especies de bacterias cultivables que trajeron a Boston.
Los investigadores determinaron que todas las bacterias eran gramnegativas, lo que significa que contienen LPS en sus paredes celulares, y la mayoría eran del género Mortitella. Cuando el equipo expuso 50 de las cepas a macrófagos humanos y de ratón, el 80 % de esos microbios escaparon a la detección de los receptores LPS de mamíferos, lo que indica que el sistema inmunitario puede detectar solo una fracción de las nuevas especies bacterianas.
Fue una sorpresa total, pero mirando hacia atrás, tiene sentido, dice Rotjan. Realmente no hay tejido de mamífero con el que estas bacterias interactúen, por lo que no hay presión para que coevolucionen o contraevolucionen o realmente tengan una interacción evolutiva con nosotros.
Si nunca ha visto un microbio, entonces podría no haber desarrollado un sistema de reconocimiento de patrones para él, está de acuerdo Victor Nizet, quien estudia la patogénesis bacteriana en la Universidad de California, San Diego, y no participó en el trabajo. Indica que el reconocimiento de patrones es más un fenómeno local o regional relacionado con su propio entorno. . . y no a todos los entornos posibles.
Para determinar si la superficie externa de la bacteria tenía o no algún componente que facilitara el escape de la detección, el equipo expuso células humanas y de ratón solo al LPS aislado de varios de las cepas bacterianas. Las células también estaban ciegas al LPS solo, quizás debido a cadenas laterales más largas en la porción lipídica de la molécula.
Te hace preguntarte por qué tienen estas cadenas más largas. La pregunta es si tienen una ventaja evolutiva en términos de aptitud y supervivencia, dice Sivapriya Kailasan Vanaja, inmunóloga de la Universidad de Connecticut que no participó en el estudio. Explorar si hay organismos en las profundidades del mar que la bacteria pueda infectar y si esos anfitriones tienen receptores que pueden detectar este tipo de LPS es el próximo paso, le dice a The Scientist.
AE Gauthier et al., Microbios de aguas profundas como herramientas para redefinir las reglas del reconocimiento de patrones inmunitarios innatos, Sci Immunol, doi:10.1126/sciimmunol.abe0531, 2021.