Un proceso de limpieza celular, conocido como autofagia, juega un papel crucial en la correcta división de las células T, según investigadores del Centro Max Delbrück. El estudio, publicado en «Nature Cell Biology», podría ayudar a mejorar la respuesta a las vacunas en personas mayores.
Cuando las células T de nuestro sistema inmunológico se dividen, generalmente no lo hacen de manera simétrica. Las dos células hijas heredan diferentes componentes celulares, lo que determina su destino: una célula se convierte en un combatiente de corta duración, la célula T efectora, mientras que la otra se desarrolla en una célula T de memoria de larga duración.
Un equipo liderado por la profesora Mariana Borsa de la Universidad de Oxford y la profesora Katja Simon, jefa del grupo de trabajo «Biología Celular de la Inmunidad» en el Centro Max Delbrück, ha demostrado ahora que la autofagia – una especie de limpieza celular que elimina y recicla componentes celulares innecesarios – desempeña un papel decisivo en este proceso de división celular asimétrica (ACD).
«Nuestro estudio demuestra por primera vez de manera causal que las células T no pueden completar la ACD de forma normal sin autofagia», afirma Borsa, primera autora del estudio, que actualmente dirige su propio grupo de trabajo en la Universidad de Basilea. «Hemos descubierto que, durante la división de una célula madre T, las células hijas heredan mitocondrias diferentes, lo que influye en su destino futuro. Si entendemos este proceso, podemos considerar formas de preservar la función de las células T de memoria a medida que envejecemos.»
Personalidad dividida
Para investigar la ACD en detalle, los investigadores utilizaron un nuevo modelo de ratón llamado MitoSnap. Este modelo permite marcar las mitocondrias de tal manera que se puedan distinguir y rastrear por separado en las células madre y en las células hijas. Las células T contienen muchas de estas organelas celulares, que son esenciales para la producción de energía de las células.
El equipo de Borsa y Simon investigó cómo se distribuyen las mitocondrias viejas y dañadas entre las células hijas. Los científicos descubrieron que, en las células sanas, la autofagia es necesaria para que una célula hija no reciba mitocondrias viejas. Esto, a su vez, conduce a que esta célula se desarrolle en una célula precursora de memoria de larga duración, una célula inmunitaria que recuerda un patógeno y comienza a dividirse rápidamente cuando se encuentra con él de nuevo. La otra célula hija, que ha heredado las mitocondrias viejas, se convierte en una célula efectora de corta duración. Estas células se dividen rápidamente y defienden contra amenazas inmediatas. Una vez que el peligro agudo ha desaparecido, mueren.
Si la autofagia se interrumpe, la cuidadosa clasificación se rompe. Ambas células hijas heredan entonces mitocondrias dañadas y, por lo tanto, están destinadas a convertirse en células de corta duración. «Fue sorprendente ver que la autofagia desempeña un papel que va más allá de la simple limpieza celular», dice Borsa. «Nuestros resultados sugieren que la herencia asimétrica de mitocondrias representa un objetivo terapéutico potencial para la regeneración de las células T de memoria.»
Potenciar la respuesta a las vacunas
Al estimular la autofagia antes o durante la división de las células madre T, podría ser posible preservar más células de memoria y, por lo tanto, mejorar la protección a largo plazo después de infecciones o mediante vacunas, según esperan los investigadores.
En un paso adicional, el equipo analizó las células hijas utilizando transcriptómica, proteómica y metabolómica de una sola célula. Los científicos descubrieron que las células efectoras con mitocondrias dañadas dependen en gran medida de una vía metabólica específica, el metabolismo del carbono 1. Manipularla específicamente podría ser otra forma de influir sutilmente en el sistema inmunológico y hacer que las células madre T se desarrollen más como células de memoria que como células efectoras, especula Borsa.
«A largo plazo, esta investigación podría conducir a estrategias para rejuvenecer el sistema inmunológico envejecido, haciendo que las vacunas sean más eficaces y fortaleciendo la protección contra las infecciones», añade Simon. Los investigadores planean ahora validar sus resultados en experimentos con células T humanas.
Fuente: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC)
