Un nuevo sistema celular permite detectar patógenos y toxinas

Un trabajo que se publica hoy en la revista Cell y otros dos estudios en Cell Host & Microbe identifican un sistema, hasta ahora desconocido, que sirve a los animales para detectar y responder a patógenos y toxinas.

Redacción | 13/04/2012 00:00

Estos hallazgos describen cómo la interrupción de ciertas funciones claves de las células animales incita respuestas inmunes y acciones para eliminar la toxicidad, así como cambios en el comportamiento de los animales.

Gary Ruvkun, del Departamento de Biología Molecular del Hospital General de Massachusetts (MGH), en Boston, y autor principal del estudio que se publica en Cell, dice que "bajo el prisma del nuevo sistema descubierto podremos reinterpretar muchas enfermedades como respuestas aberrantes a toxinas y bacterias". Ruvkun reconoce que el hallazgo se ha efectuado en el modelo experimental del nematodo C. elegans, pero que muchos de los factores reguladores identificados están también presentes en humanos.

Las investigaciones del laboratorio de Ruvkun, donde la científica Justine Melo ha llevado a cabo gran parte de los experimentos del estudio, revelan que la inactivación de los componentes celulares de la interferencia por ARN que están implicados en funciones claves (incluida la traslación del ARN mensajero a proteínas en los ribosomas y la producción de energía en la mitocondria) disminuye el crecimiento del nematodo. No sólo lo reduce a la mitad, sino que evita la reproducción del C. elegans; no obstante, también induce a los animales a alejarse de la bacteria E. coli, uno de sus platos preferidos.

La forma de respuesta celular descubierta permitiría explicar desde un nuevo prisma la insuficiencia orgánica, la sepsis y el choque tóxico

Varios de esos componentes celulares que se desactivan ya se conocen como objetivos de las toxinas o sustancias químicas producidas por bacterias y hongos. Melo y Ruvkun demuestran en su trabajo que C. elegans exhibe el mismo rechazo cuando se le expone a una cepa benigna de E. coli suplementada con toxinas químicas naturales.

En otros experimentos los científicos comprobaron que la inactivación de los componentes generaba la expresión de ciertos genes implicados en la respuesta del sistema inmune a toxinas específicas y patógenos, incluso cuanto éstos no se encontraban presentes.

Enfermo inapetente
Esta reacción sugiere que el comportamiento de C. elegans es similar a la forma en que otros animales evitan comer si se sienten enfermos, independientemente de que la comida esté o no en el origen de su enfermedad.
También se plantea la hipótesis de que el sistema de vigilancia celular fundamental que responde a la interrupción producida por las actividades esenciales, más que la presencia de la toxina misma, podría proteger frente a patógenos desconocidos, y que el control de esos componentes claves permitiría la detección precoz de la respuesta a toxinas nuevas.

Un segundo trabajo, en Cell Host & Microbe, dirigido por Frederick Ausubel, que también es biólogo molecular en el MGH, expone resultados similares: "Nuestros experimentos muestran claramente que C. elegans puede detectar la interrupción en la síntesis de proteínas que conduce a una respuesta inmune más potente, independientemente de si ha sido generada por un patógeno. Ahora estamos analizando si ocurre lo mismo en el sistema inmune de los mamíferos". Así lo confirma también el otro estudio publicado en esta revista y que ha realizado Emily Troemel, de la Universidad de California en San Diego.

Como apunta Ruvkun, premio Lasker de 2008, es probable que estas vías de repuesta a patógenos y sus toxinas influyan en enfermedades humanas como la insuficiencia orgánica, la sepsis y el choque tóxico.