El estudio arroja luz sobre la capacidad de las células inmunitarias para migrar colectivamente a través de entornos complejos

Cuando luchamos contra las enfermedades, nuestras células inmunitarias necesitan alcanzar su objetivo rápidamente. Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) descubrieron ahora que las células inmunitarias generan activamente su propio sistema de guía para navegar a través de entornos complejos. Esto desafía las nociones anteriores sobre estos movimientos. Los hallazgos de los investigadores, publicados en la revista ciencia inmunología, mejorar nuestro conocimiento sobre el sistema inmunológico y ofrecer nuevos enfoques potenciales para mejorar la respuesta inmune humana.

Las amenazas inmunológicas, como gérmenes o toxinas, pueden surgir en todas partes del cuerpo humano. Afortunadamente, el sistema inmunológico (nuestro propio escudo protector) tiene sus formas intrincadas de hacer frente a estas amenazas. Por ejemplo, un aspecto crucial de nuestra respuesta inmune implica el movimiento colectivo coordinado de células inmunes durante la infección y la inflamación. Pero, ¿cómo saben nuestras células inmunitarias qué camino tomar?

Un grupo de científicos del grupo Sixt y del grupo Hannezo del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) abordaron esta cuestión. En su estudio, publicado hoy en Inmunología científicalos investigadores arrojan luz sobre la capacidad de las células inmunitarias para migrar colectivamente a través de entornos complejos.

Células dendríticas -; Los mensajeros

Las células dendríticas (CD) son uno de los actores clave en nuestra respuesta inmune. Funcionan como mensajero entre la respuesta innata (la primera reacción del cuerpo ante un invasor) y la respuesta adaptativa (una reacción retardada que se dirige a gérmenes muy específicos y crea recuerdos para combatir futuras infecciones). Al igual que los detectives, los DC escanean los tejidos en busca de intrusos. Una vez que localizan un sitio de infección, se activan y migran inmediatamente a los ganglios linfáticos, donde entregan el plan de batalla e inician los siguientes pasos en la cascada.

Su migración hacia los ganglios linfáticos está guiada por quimiocinas -pequeñas proteínas de señalización liberadas desde los ganglios linfáticos- que establecen un gradiente. En el pasado, se creía que las CD y otras células inmunitarias reaccionaban a este gradiente externo y avanzaban hacia una mayor concentración. Sin embargo, una nueva investigación realizada en ISTA ahora desafía esta noción.

Un receptor -; dos funciones

Los científicos observaron de cerca un receptor, una estructura de superficie que se encuentra en las CD activadas llamada “CCR7”. La función esencial de CCR7 es unirse a una molécula específica de los ganglios linfáticos (CCL19), que desencadena los siguientes pasos de la respuesta inmune. “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, ex postdoctorada del laboratorio de Michael Sixt.

Utilizando diferentes técnicas experimentales, demostraron que a medida que las CD migran, captan e internalizan quimiocinas a través del receptor CCR7, lo que resulta en un agotamiento local de la concentración de quimiocinas. Con menos moléculas de señalización alrededor, avanzan hacia concentraciones más altas de quimiocinas. Esta función dual permite que las células inmunes generen sus propias señales de guía para orquestar su migración colectiva de manera más efectiva.

Para comprender cuantitativamente este mecanismo a escala multicelular, Alanko y sus colegas se asociaron con los físicos teóricos Edouard Hannezo y Mehmet Can Ucar, también en ISTA. Con su experiencia en dinámica y movimiento celular, establecieron simulaciones por computadora que pudieron 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 quimiocina sino también de la densidad de la población celular. “Esta fue una predicción simple pero no trivial; cuantas más células hay, más agudo es el gradiente que generan; ¡realmente resalta la naturaleza colectiva de este fenómeno!” dice Can Úcar.

Además, los investigadores descubrieron que las células T (células inmunitarias específicas que destruyen los gérmenes dañinos) también se benefician de esta interacción dinámica para mejorar su propio movimiento direccional. “Estamos ansiosos por saber más sobre este nuevo principio de interacción entre poblaciones celulares con proyectos en curso”, continúa el físico.

Mejorar la respuesta inmune

Los descubrimientos son un paso en una nueva dirección sobre cómo se mueven las células dentro de nuestro cuerpo. En contradicción con lo que se creía anteriormente, las células inmunitarias no sólo responden a las quimiocinas, sino que también desempeñan un papel activo en la configuración de su propio entorno al consumir estas señales químicas. Esta regulación dinámica de las señales de señalización proporciona una estrategia elegante para guiar su propio movimiento y el de otras células inmunes.

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