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Descrito un nuevo mecanismo de defensa celular frente a infecciones víricas y bacterianas

La revista Science publica un nuevo sistema de inmunidad innata mediante el cual las células combaten virus y bacterias. El trabajo, liderado por investigadores españoles, muestra una estrategia celular evolutivamente conservada que podría ser utilizada en el diseño de vías terapéuticas más eficientes en la era de la resistencia a los antibióticos.

En la imagen, el equipo de investigación. / IDIBAPS

Un nuevo mecanismo de defensa inmunológica desconocido hasta ahora. Se trata de un mecanismo orquestado por los cuerpos lipídicos; los orgánulos celulares capaces de atraer y eliminar a los patógenos invasores. Así describe un estudio publicado en la revista Science y coordinado por investigadores de IDIBAPS y la Universidad de Barcelona (UB).

En el proyecto internacional, financiado por la Human Frontier Science Program, han participado expertos de España, EE UU, Australia y Brasil y ha contado con la colaboración de científicos del CNIC y del IIBB-CSIC.

Los cuerpos lipídicos (CLs) son los orgánulos donde nuestras células acumulan nutrientes que, en forma de grasa, proporcionan la energía necesaria para que puedan desarrollar su función. Por ejemplo, proporcionan la energía para que el corazón pueda latir, que el hígado haga su función metabólica, o que el músculo haga su movimiento.

En respuesta a la infección, los cuerpos lipídicos organizan complejos de proteínas antibióticas y antivirales que actúan de forma cooperativa para combatir al patógeno y eliminarlo

“El cuerpo lipídico es como la despensa de nuestras células, donde acumulamos el alimento que utilizaremos más adelante. Esto sucede en todas las células eucariotas, desde las levaduras o los insectos hasta las plantas o los mamíferos”, señala Albert Pol, profesor ICREA en el IDIBAPS.

Cuando los virus o las bacterias infectan la célula huésped necesitan gran cantidad de nutrientes para multiplicarse, y para conseguirlos se dirigen al CL. Los autores han demostrado que, en respuesta a la infección, los CLs organizan complejos de proteínas antibióticas y antivirales que actúan de forma cooperativa para combatir al patógeno y eliminarlo.

Se trata de un mecanismo que funcionaría en todas las células del cuerpo, no solo en células profesionales del sistema inmunitario como los macrófagos. Esta estrategia de defensa también ha sido observada en insectos, lo que sugiere su importancia durante la evolución de nuestra inmunidad innata.

Macrófago humano derivado de un monocito

Macrófago humano derivado de un monocito. / IDIBAPS

La clave de la inmunidad innata de las células

Los investigadores han demostrado que, para protegerse de la infección, las células colocan gran cantidad de proteínas antibióticas y antivirales en los CLs. En total, comparando la superficie del CL en células normales y en células infectadas, el estudio ha identificado 400 candidatos que realizarían la función de protección de los CLs cuando entran en contacto con el patógeno.

“En este estudio nos hemos centrado en seis de estas proteínas y hemos demostrado que realmente protegen durante la infección de diferentes tipos de bacterias”, explica Marta Bosch, primera autora de la investigación, que trabaja en IDIBAPS.

“La concentración de estas proteínas antibióticas y antivirales en un único compartimento del interior de la célula permite crear sinergias a la vez que reducir su toxicidad y que el resto de la maquinaria celular funcione con normalidad”, señala Miguel Sánchez-Álvarez, del CNIC.

Dada la resistencia generalizada a los antibióticos actuales, este estudio descifra un mecanismo de defensa que podría aprovecharse para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas que frenen las infecciones

Además, el estudio demuestra que esta estrategia permite una respuesta de amplio espectro, es decir, hay un gran número de antibióticos y antivirales con diferentes mecanismos de acción; también permite generar mecanismos cooperativos para atacar la infección.

“Se establecen sinergias entre las proteínas para, por ejemplo, una romper la membrana del patógeno y la otra destruir su material genómico”, explican los autores.

“Este estudio supone un cambio de paradigma, pues hasta ahora se pensaba que los CLs estaban al servicio de los virus o bacterias durante la infección”, subraya Pol. “En vista de la resistencia generalizada a los antibióticos actuales, este estudio ha descifrado un importante mecanismo de defensa que podría aprovecharse para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas que frenen las infecciones”, concluye.

Referencia:

M. Bosch et al., Science 370 eaay8085 (2020). DOI: 10.1126/science.aay8085

Fuente:
IDIBAPS
Derechos: Creative Commons.
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