Las células inmunitarias diseñan su propio camino para navegar en entornos complejos

MADRID, 1 (EUROPA PRESS)

Cuando luchan contra una enfermedad, nuestras células inmunitarias necesitan llegar rápidamente a su objetivo. Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) han descubierto ahora que las células inmunitarias generan activamente su propio sistema de guía para navegar por entornos complejos, lo que contradice lo que se creía hasta ahora.

Estos hallazgos, publicados en la revista 'Science Immunology', mejoran el conocimiento sobre el sistema inmunitario y ofrecen posibles nuevos enfoques para mejorar la respuesta inmunitaria humana.

Las amenazas inmunológicas, como los gérmenes o las toxinas, pueden surgir en cualquier parte del cuerpo humano. Por suerte, el sistema inmunitario tiene sus intrincadas formas de hacer frente a estas amenazas. Por ejemplo, un aspecto crucial de nuestra respuesta inmunitaria consiste en el movimiento colectivo coordinado de las células inmunitarias durante la infección y la inflamación. Pero la pregunta era cómo saben nuestras células inmunitarias qué camino tomar.

Ahora, un grupo de científicos del grupo Sixt y del grupo Hannezo del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) han arrojado luz sobre la capacidad de las células inmunitarias para migrar colectivamente a través de entornos complejos.

Las células dendríticas (CD) son uno de los elementos clave de nuestra respuesta inmunitaria. Funcionan como mensajeras entre la respuesta innata --la primera reacción del organismo ante un invasor-- y la respuesta adaptativa --una reacción retardada que se dirige a gérmenes muy específicos y crea memorias para combatir futuras infecciones--.

Como detectives, las CD exploran los tejidos en busca de intrusos. Una vez que localizan un foco de infección, se activan y migran inmediatamente a los ganglios linfáticos, donde entregan el plan de batalla e inician los siguientes pasos de la cascada.

Su migración hacia los ganglios linfáticos está guiada por quimiocinas --pequeñas proteínas de señalización liberadas por los ganglios linfáticos-- que establecen un gradiente. En el pasado, se creía que las DC y otras células inmunitarias reaccionaban a este gradiente externo, desplazándose hacia una mayor concentración. Sin embargo, nuevas investigaciones llevadas a cabo en la ISTA cuestionan esta idea.

Los científicos examinaron detenidamente un receptor, una estructura superficial de las CD activadas denominada "CCR7". La función esencial del CCR7 es unirse a una molécula específica de los ganglios linfáticos (CCL19), que desencadena los siguientes pasos de la respuesta inmunitaria.

"Descubrimos que CCR7 no sólo detecta CCL19, sino que también contribuye activamente a dar forma a la distribución de las concentraciones de quimiocinas", explica Jonna Alanko, antigua postdoctoranda del laboratorio de Michael Sixt.

Utilizando distintas técnicas experimentales, demostraron que cuando las DC migran, absorben e internalizan quimiocinas a través del receptor CCR7, lo que provoca una disminución local de la concentración de quimiocinas. Con menos moléculas señalizadoras a su alrededor, se desplazan más lejos hacia concentraciones más elevadas de quimiocinas.

Esta doble función permite a las células inmunitarias generar sus propias señales de orientación para orquestar su migración colectiva con mayor eficacia.

Para comprender cuantitativamente este mecanismo a escala multicelular, Alanko y sus colegas colaboraron con los físicos teóricos Edouard Hannezo y Mehmet Can Ucar, también del ISTA. Gracias a su experiencia en el movimiento y la dinámica celular, crearon simulaciones por ordenador capaces de reproducir los experimentos de Alanko. Con estas simulaciones, los científicos predijeron que el movimiento de las células dendríticas no sólo depende de sus respuestas individuales a la quimioquina, sino también de la densidad de la población celular.

"Se trataba de una predicción sencilla pero no trivial: cuantas más células haya, más agudo será el gradiente que generen, lo que pone de manifiesto la naturaleza colectiva de este fenómeno", afirma Can Ucar.

Además, los investigadores descubrieron que las células T -células inmunitarias específicas que destruyen los gérmenes nocivos- también se benefician de esta interacción dinámica para mejorar su propio movimiento direccional. "Estamos ansiosos por descubrir más sobre este novedoso principio de interacción entre poblaciones celulares con los proyectos en curso", prosigue el físico.

Los descubrimientos suponen un paso en una nueva dirección sobre cómo se mueven las células dentro de nuestro cuerpo. En contra de lo que se creía hasta ahora, las células inmunitarias no sólo responden a las quimiocinas, sino que desempeñan un papel activo en la configuración de su propio entorno consumiendo estas señales químicas. Esta regulación dinámica de las señales constituye una elegante estrategia para guiar su propio movimiento y el de otras células inmunitarias.

Esta investigación tiene importantes implicaciones para nuestra comprensión de cómo se coordinan las respuestas inmunitarias dentro del organismo. Al descubrir estos mecanismos, los científicos podrían diseñar nuevas estrategias para mejorar el reclutamiento de células inmunitarias en lugares específicos, como células tumorales o zonas infectadas.