Investigadores descubren la "adrenalina" del sistema inmunológico

Las células nerviosas periféricas son extremadamente importantes para que el organismo pueda dar respuestas inmunes adecuadas

E.P. | 11 - Septiembre - 2017 15:11 h.

Científicos del Centro Champalimaud y del Instituto de Medicina Molecular, en Lisboa, Portugal, han descubierto que las neuronas ubicadas en los tejidos de la mucosa pueden detectar inmediatamente una infección en el organismo, produciendo rápidamente una sustancia que actúa como "adrenalina" para las células inmunes. Bajo el efecto de esta señal, las células inmunes rápidamente se preparan para combatir la infección y reparar el daño causado a los tejidos circundantes, según se informa en un artículo publicado en la edición digital de 'Nature'.

La mayoría de las neuronas en el cuerpo se localizan en el cerebro y su vecindad --el sistema nervioso central--, con las neuronas proyectando sus axones a todos los tejidos del organismo a través de la médula espinal. A su vez, las células gliales son satélites neuronales que garantizan la cohesión del tejido nervioso. Sin embargo, en todo el cuerpo hay un número muy abundante de células nerviosas periféricas, que son tan numerosas en el intestino que se han denominado colectivamente "el segundo cerebro".

Los expertos están comenzando a entender que estas células nerviosas periféricas son, de hecho, extremadamente importantes para que el organismo pueda montar respuestas inmunes adecuadas y preservar la salud. En 2016, Henrique Veiga-Fernandes y sus colegas (entonces en el Instituto de Medicina Molecular, en Lisboa) publicaron, también en 'Nature', un estudio en el que mostraron que las células gliales en el intestino pueden estimular un tipo de células inmunitarias llamadas ILC3, para producir sustancias contra infecciones bacterianas.

Estas células inmunes que están siendo estudiadas por Veiga-Fernandes --colectivamente llamadas "células linfoides innatas", o ILC--, también son muy especiales. Nacemos con ellas; no se producen en respuesta a una inmunización, por ejemplo, mediante vacunación. "Las ILCs fueron descubiertos muy recientemente, en 2010, pero son muy antiguas en términos evolutivos, incluso las lampreas las tienen", detalla Veiga-Fernandes. Las lampreas pertenecen a un linaje animal muy antiguo.

Hay varios tipos de estos linfocitos innatos (glóbulos blancos). En su estudio de 2016, el equipo había analizado el comportamiento de ILC3s en el intestino y su "diálogo" con sus vecinos de células gliales. En el nuevo trabajo, también dirigido por Veiga-Fernandes, se centraron en otro tipo de células linfoides innatas: ILC2s.

Las ILC2s producen sustancias que son esenciales para las respuestas inmunes contra los parásitos, como los gusanos. "Estas células son normalmente abundantes en sitios de barrera, como el intestino, los pulmones y la piel, que sirven como fortalezas físicas al cuerpo", explica Veiga-Fernandes. Ahora, el equipo demostró que estas células inmunes no podrían desarrollar sus acciones protectoras contra las infecciones sin establecer un "diálogo" con las neuronas que residen en esos sitios.

El sistema nervioso coordina, ordena y controla la respuesta inmune

El estudio aporta "dos grandes novedades", dice Veiga-Fernandes. La primera, explica, "es que las neuronas definen la función de las células inmunitarias. Nadie podría haber imaginado que el sistema nervioso coordina, ordena y controla la respuesta inmune en todo el organismo". En segundo lugar, añade, "es una de las reacciones inmunes más rápidas y potentes que hemos visto". Comparativamente, el estímulo neuronal recién descubierto induce una respuesta inmune en pocos minutos, mientras que la respuesta inmune después de una vacunación típica necesita varias semanas para montarse.

"Lo que ocurrió fue que observamos, en microfotografías de alta resolución de los pulmones y el intestino de los ratones, que las ILC2 se colocaron a lo largo de los axones de las neuronas que residen en estas mucosas, un poco como perlas en una cuerda --detalla Veiga-Fernandes--. Así que nos preguntamos si estos dos tejidos distintos podrían 'hablar' productivamente entre sí".

Para probar esta hipótesis, el equipo comenzó analizando el genoma entero de una serie de células inmunes --ILC1s, ILC2s, ILC3s, células T--, "buscando genes que codifican moléculas que pueden actuar como receptores de señales neuronales", dice Veiga-Fernandes. Así, encontraron que sólo las ILC2s poseían un "receptor" definido (moléculas de membrana que actúan como antenas) para las señales nerviosas.

En particular, los autores descubrieron que las ILC2s tienen receptores a un mensajero neuronal llamado neuromedina U (NMU). Dado que las neuronas son las únicas células que producen abundantes niveles de NMU, esto indicó que sólo las neuronas podrían estar enviando esta señal a las ILC2s.

Posteriormente, utilizaron un parásito de roedores, 'Nippostrongylus brasiliensis '(una especie de anquilostoma) para infectar ratones de control "normales" y roedores mutantes cuyas ILC2 se habían despojado de sus receptores NMU. En el primer grupo de animales, las células inmunes innatas inmediatamente desencadenaron una respuesta para neutralizar el parásito y reparar el tejido dañado. En el segundo grupo, los ratones no pudieron combatir la infección ni los daños causados por el parásito, incluyendo el sangrado interno de los pulmones debido a 'N. Brasiliensis'.

Los investigadores también mostraron que las neuronas son capaces de detectar los productos secretados por los parásitos que infectan el organismo, y que, cuando esto sucede, rápidamente produce NMU. A su vez, NMU actúa vigorosamente sobre las ILC2s, generando así una respuesta protectora en unos minutos.

¿Pueden estos resultados ser extrapolados a seres humanos? "Tal vez, en los seres humanos, las ILC2 también tienen receptores NMU --responde Veiga-Fernandes--. Pero todavía estamos muy lejos de entender cómo podemos utilizar con seguridad esta 'bomba' neuroinmunológica. Por ahora, estamos en el nivel de investigación fundamental".