Se descubre el papel clave de la afluencia de iones y agua en la migración de células T

En un estudio reciente publicado en Comunicaciones de la naturalezaun grupo de investigadores explicó por qué la entrada de iones es necesaria para la migración de células T investigando el papel de la quinasa sin lisina (K) 1 (WNK1) en la regulación de la entrada de iones y agua y su impacto en la polimerización de actina y el movimiento celular.

Fondo

La migración de células T, integral para la inmunidad adaptativa, implica ingenuos células T Atravesando órganos linfoides para encontrar antígenos. Este proceso comienza con el ligando 21 de quimiocina (motivo CC) (CCL21), que activa los receptores del receptor de quimiocina CC tipo 7 (CCR7), lo que conduce a la adhesión de células T mediada por integrinas y a su migración hacia los ganglios linfáticos.

Aquí, las células T buscan antígenos, esenciales para respuestas inmunes efectivas. La señalización de quimiocinas provoca la polarización de las células T y la formación de redes de actina, cruciales para el movimiento, mediadas por el sustrato 1 de la toxina botulínica C3 (RAC1), RAC2 y la proteína de control de la división celular 42 (CDC42) guanosina trifosfatasas (GTPasas) relacionadas con Ras.

La quinasa WNK1, clave en la regulación de iones en los riñones, también desempeña un papel vital en la migración de las células T. Controla la entrada de iones activando vías que involucran la respuesta al estrés oxidativo 1 (OXSR1), la serina/treonina quinasa 39 (STK39) y transportadores de iones como el miembro 2 de la familia de portadores de solutos 12 (SLC12A2). Las deficiencias en las vías relacionadas con WNK1 dificultan el movimiento de las células T.

Se necesita más investigación para comprender completamente los mecanismos por los cuales la entrada de iones influye en la migración de las células T y cómo este proceso se integra con otros sistemas celulares. Esta información es esencial para avanzar en nuestro conocimiento de la inmunología y las posibles intervenciones terapéuticas.

Sobre el estudio

En el estudio, los investigadores investigaron el papel de la quinasa WNK1 en la migración de células T. Ratones con un alelo Wnk1 flanqueado por loxP (Wnk1fl) o una deleción de Wnk1 (Wnk1⁻) se cruzaron con ratones que albergaban una recombinasa Cre inducible por tamoxifeno bajo el promotor ROSA26 (ROSA26CreERT2 RCE). La médula ósea resultante se utilizó para reconstituir el sistema hematopoyético de ratones irradiados con deficiencia de RAG1. Después del tratamiento con tamoxifeno, estas quimeras contenían expresión de WNK1 (Wnk1^+/-RCE) o deficiente en WNK1 (Wnk1^−/−RCE) células T.

El estudio reveló que la migración de células T, evaluada mediante ensayos bajo agarosa, está influenciada por la expresión de WNK1 y sus sustratos OXSR1 y STK39. Los inhibidores de WNK1 y SLC12A2 también afectaron la migración. Además, los cotransportadores de iones regulados por OXSR1 y STK39 fueron esenciales, como se muestra en las células deficientes en SLC12A2 y en el análisis de espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), que indicó un papel clave para K⁺ya⁺y cl⁻ iones en este proceso.

Se realizó un análisis cuantitativo de cómo se regula el movimiento del agua mediante la medición de volúmenes celulares relativos en respuesta a CCL21 para un CD4⁺ T es decir, un grupo de células T positivas para la diferenciación 4, utilizando un contador de células basado en el principio de Coulter y una técnica de imágenes. Utilizando inhibidores específicos, la participación de canales de acuaporina como la acuaporina 3 (AQP3) afectó fuertemente la velocidad de movimiento y la polarización de las células T.

Finalmente, se analizó la distribución subcelular de las proteínas de la vía WNK1, así como sus actividades en las células T migratorias, mediante imágenes y tinción de células vivas. Esto demostró la polarización de las proteínas y sus actividades en el borde de ataque de las células T migratorias. Por lo tanto, el estudio proporcionó información completa sobre los mecanismos moleculares que subyacen a la migración de células T, destacando las funciones críticas de las proteínas de la vía WNK1, el movimiento de iones y la entrada de agua.

Resultados del estudio

Los resultados del presente estudio indicaron varios hallazgos clave con respecto a la migración de células T y el papel de la vía WNK1. En primer lugar, se observó que WNK1, junto con sus sustratos OXSR1 y STK39, son esenciales para la migración de CD4 inducida por CCL21.⁺ Células T. Las velocidades de migración más lentas y la falta de polarización celular típica en las células T deficientes en estas proteínas lo evidenciaron. Además, el uso de un inhibidor de WNK1 (WNKi) y un inhibidor de SLC12A2 (bumetanida) respaldó aún más estos hallazgos, ya que ambos inhibidores redujeron la velocidad de migración y afectaron la polarización de la forma celular.

El estudio también demostró la importancia del movimiento de iones en la migración de células T. ICP-MS reveló un aumento de iones de potasio después de la estimulación de CCL21, que se redujo tras la inhibición de WNK1. Los experimentos que modificaron las concentraciones de iones de sodio y cloruro en el medio confirmaron su necesidad para la migración de células T.

Se demostró que la entrada de agua y la regulación del volumen celular están gobernadas por proteínas de la vía WNK1. Se descubrió que las células T que expresan WNK1 mostraban un aumento en el volumen celular tras la estimulación con CCL21, una respuesta que estaba ausente en las células inhibidas o deficientes en WNK1. Esto sugirió un papel de WNK1 en el aumento del volumen regulatorio.

Además, la entrada de agua, medida a través de la absorción de óxido de deuterio (2H2O), también fue estimulada por CCL21 y dependiente de WNK1.

Se estableció el requisito de AQP3, un canal de agua, para la migración de células T inducida por CCL21. El uso de un inhibidor selectivo de AQP3 disminuyó significativamente la velocidad de migración de las células T, lo que respalda la hipótesis de que el transporte de agua a través de AQP3 es crucial para este proceso.

Además, el estudio destacó que las proteínas de la vía WNK1 y sus actividades están polarizadas en la vanguardia de las células T migratorias. Las técnicas de tinción e imágenes de células vivas demostraron la acumulación de estas proteínas en el borde de ataque, lo cual era crucial para el movimiento de las células T.

Los resultados proporcionaron pruebas convincentes de que la vía WNK1, a través de su regulación del movimiento de iones y agua, desempeña un papel fundamental en la migración de células T. La influencia de esta vía en el volumen celular, la entrada de iones y la entrada de agua, particularmente en la vanguardia de las células T migratorias, subraya su importancia en la función de las células inmunitarias.