¿Cómo sabe el sistema inmune amigo de enemigo en bacterias intestinales?

Para mantener la salud, el sistema inmune humano debe distinguir entre amigo, o los tejidos del cuerpo humano, y el enemigo, o los patógenos invasores que causan la enfermedad. Este desafío es particularmente evidente en el intestino humano, donde no solo las células del huésped, sino también los trillones de bacterias que coexisten y trabajan con ellas deben ser tratadas como amigables. Ahora, un nuevo estudio revela un mecanismo a través del cual se mantiene este delicado equilibrio entre promover e inhibir la respuesta inmune.
Los investigadores descubrieron el mecanismo en las células de vigilancia del sistema inmune que promueven la tolerancia inmune hacia las bacterias intestinales amigas y muestran cómo se produce la inflamación del intestino (que se muestra en la imagen) cuando se interrumpe el mecanismo.
Crédito de la imagen: Brocker group / LMU

El estudio, una colaboración entre investigadores en Alemania e Italia, se publica en la revista Comunicaciones naturales.

En su trabajo de estudio, el autor principal Thomas Brocker, profesor y director del Instituto de Inmunología de la Universidad Ludwig Maximilian (LMU) de Munich en Alemania, y sus colegas describen cómo encontraron una forma en que las células de la vigilancia inmune están capacitadas para detectar la diferencia entre amigo y enemigo.

Nuestras entrañas son el hogar de una compleja comunidad de más de 100 billones de células microbianas que juegan un papel importante en la salud y la enfermedad.

Estos microbios intestinales, o microbiota intestinal, que con su material genético se conocen como microbioma intestinal, influyen en el metabolismo, la nutrición y la función inmune.

Los científicos están descubriendo que la alteración en la microbiota intestinal está relacionada con la obesidad, la enfermedad inflamatoria intestinal y otros trastornos gastrointestinales.

También se ha sugerido que el efecto de la obesidad en el microbioma intestinal puede explicar su fuerte vínculo con la diabetes tipo 2.

Otros han comparado la singularidad de la microbiota intestinal de una persona con la de una "huella dactilar de ADN", lo que plantea inquietudes potenciales de privacidad para los participantes en proyectos de investigación sobre microbiomas humanos.

Las células dendríticas promueven e inhiben la respuesta inmune

El nuevo estudio se refiere a un tipo de células llamadas células dendríticas (CD) que han desarrollado dos roles distintivos -y lo que puede parecer opuesto- en el cuerpo humano, ya que pueden promover e inhibir la respuesta inmune.

• Nuestras agallas contienen alrededor de 1,000 especies bacterianas
• Hay 100 veces más genes en el microbioma intestinal que en el genoma humano
• Se cree que es estéril al nacer, el intestino del bebé se coloniza rápidamente después del parto.

Aprenda más sobre la microbiota intestinal

Los DC ayudan a activar el sistema inmune en respuesta a la infección, pero también están involucrados en su supresión activa en ciertas situaciones.

Reprimen la inmunidad al activar las células T reguladoras inducidas (iTregs), un tipo de célula que controla el desarrollo de la tolerancia inmune.

Como inhibidores de la inmunidad en el intestino, los países en desarrollo ayudan a entrenar al sistema inmune para tratar la microbiota intestinal como un amigo en lugar de un enemigo. Lo hacen mediante la internalización de proteínas de la microbiota y la migración a los ganglios linfáticos asociados con el intestino.

A medida que viajan a los ganglios linfáticos, los países en desarrollo descomponen las proteínas de bacterias amigables internalizadas en piezas más pequeñas que se vuelven similares a las "insignias de identidad" que usan en sus superficies celulares.

Estos identificadores de identidad se muestran con proteínas de unión específicas que iTregs reconocen, con el efecto de que los iTregs no promueven respuestas inmunes contra las proteínas que llevan los distintivos de identidad.

El Prof. Brocker dice: "Creemos que estos iTregs son específicos para las proteínas producidas por las bacterias intestinales naturales".

El equipo explica que la migración a las células linfáticas por los países en desarrollo, particularmente aquellos cuyas superficies celulares muestran una proteína llamada CD103 +, es una parte importante para mantener al sistema inmunológico actualizado sobre la composición de la microbiota intestinal.

Las células dendríticas tienen un "botón de alarma"

Sin embargo, lo que los investigadores querían descubrir era cómo podría desconectarse este mecanismo de tolerancia en caso de emergencia. Su investigación los llevó a otra molécula que los DC muestran en la superficie de sus celdas, conocida como CD40, que se comporta de forma similar a un botón de alarma.

Cuando se activa, el CD40 se une a una molécula asociada en la superficie de otro tipo de células T llamadas células T efectoras, que convierte a las CD de los inhibidores de la respuesta inmune a los promotores.

En pruebas con ratones, los investigadores demostraron que los animales cuya señalización CD40 estaba permanentemente activada desarrollaron colitis severa, pero no otros síntomas.

Descubrieron que las células dendríticas afectadas todavía migran a los ganglios linfáticos del revestimiento intestinal, pero cuando llegan allí, se suicidan (apoptosis) y, por lo tanto, niegan a las células T reguladoras la oportunidad de detectar las insignias de identidad de las proteínas de la microbiota que podrían normalmente los protege del ataque inmune.

Esto da como resultado una respuesta inmune generalizada en la que los linfocitos T viajan al revestimiento intestinal y causan inflamación. El equipo descubrió que administrar antibióticos a los ratones que mataron su microbiota intestinal también redujo la inflamación y los animales sobrevivieron.

"Estos hallazgos muestran que la interacción entre las células dendríticas CD103-positivas y las células T reguladoras es esencial para el mantenimiento del equilibrio inmunológico correcto o la homeostasis en el intestino".

Prof. Thomas Brocker

Los investigadores ahora quieren descubrir si las células T reguladoras particulares están programadas para bacterias intestinales específicas, como este estudio podría sugerir.

Aprenda cómo la microbiota intestinal puede contribuir a la enfermedad de Parkinson.

Chiles, la marihuana puede reducir la inflamación intestinal

Mientras que los chiles y la marihuana tienen efectos muy diferentes en el cerebro, un nuevo estudio muestra que, cuando se consumen, su impacto en el intestino puede no ser tan diferente. Los investigadores han descubierto que los chiles y la marihuana pueden reducir la inflamación intestinal. Los investigadores han descubierto que la capsaicina, el compuesto que le da a los chiles su calor, se dirige a un receptor en el intestino que produce un compuesto llamado anandamida, que es químicamente similar a los compuestos de la marihuana.

(Health)

Neuroprotésica: recuperándose de una lesión utilizando el poder de su mente

Los neuroprósticos, también conocidos como interfaces cerebro-computadora, son dispositivos que ayudan a las personas con discapacidades motoras o sensoriales a recuperar el control de sus sentidos y movimientos al crear una conexión entre el cerebro y una computadora. En otras palabras, esta tecnología permite a las personas moverse, oír, ver y tocar usando solo el poder del pensamiento.

(Health)