Las propiedades de estimulación inmunológica del zinc están bien establecidas, pero los científicos no saben exactamente cómo funciona. En un nuevo estudio publicado en línea el 25 de marzo en la revista Sangre, Los científicos del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson revelan dos formas en que el mineral apoya la inmunidad y sugieren cómo podría usarse para mejorar la salud.
Usando ratones, el equipo descubrió que el zinc es necesario para el desarrollo de células inmunitarias que combaten enfermedades llamadas células T y estimula la regeneración del timo, el órgano inmunitario que produce células T.
«Este estudio se suma a nuestro conocimiento de lo que realmente hace el zinc en el sistema inmunitario y sugiere una nueva estrategia terapéutica para mejorar la recuperación del sistema inmunitario», dijo el autor principal, el Dr. Jarrod Dudakov, inmunólogo de Fred Hutch.
El estudio también reveló que un compuesto experimental que imita la acción del zinc en este órgano funciona incluso mejor que el mineral natural para promover la recuperación inmunológica.
«Ahora estamos investigando cómo el zinc puede encajar con nuestros otros descubrimientos sobre cómo el sistema inmunitario se repara a sí mismo y eventualmente podría conducir a terapias para mejorar la función inmunitaria para las personas que reciben un trasplante de células madre sanguíneas para un cáncer de la sangre o personas con enfermedades inmunitarias crónicas». declive que acompaña al envejecimiento», dijo Dudakov.
Regeneración tímica y función inmunitaria, y zinc
Anteriormente, Dudakov y su equipo describieron las vías moleculares y los tipos de células que gobiernan cómo se repara el timo del sistema inmunitario después de una lesión. Dichos tratamientos podrían mejorar la eficacia de la vacuna y acelerar la regeneración del timo después de factores estresantes como la quimioterapia, el trasplante de células madre sanguíneas y la exposición a la radiación.
Dudakov comenzó a estudiar el zinc hace algunos años cuando el Dr. Lorenzo Iovino, el primer autor del estudio e investigador asociado de Fred Hutch, se unió al laboratorio de Dudakov. Dado que los científicos sabían que los niveles bajos de zinc están relacionados con menos células T que combaten las infecciones y un timo encogido, donde se desarrollan las células T, Dudakov e Iovino exploraron cómo complementar con zinc en modelos de ratones donde el sistema inmunológico está dañado.
Iovino, que también es médico especialista en trasplantes de células madre sanguíneas, había demostrado en un estudio anterior que el zinc podría estimular la recuperación inmunológica en pacientes que se someten a trasplantes de células madre para el cáncer de sangre mieloma múltiple.
Pero el estudio no explicó por qué el zinc estaba ayudando.
El zinc es fundamental para el desarrollo de células T y la regeneración tímica
Al igual que en los humanos, Iovino y Dudakov encontraron que los timos de ratones privados de zinc en la dieta se encogen y producen notablemente menos células T maduras, incluso después de tan solo tres semanas de una dieta sin zinc. Iovino pudo demostrar que sin zinc, las células T no pueden madurar por completo.
También descubrió que la deficiencia de zinc retrasa la recuperación del número de células T después de que los ratones reciben tratamientos que destruyen el sistema inmunológico similares a los que se administran a los pacientes que van a recibir un trasplante de células madre sanguíneas.
Por el contrario, el zinc adicional acelera este proceso y las células T se recuperan más rápido de lo normal. El equipo vio un resultado similar en un modelo de ratón de trasplante de células madre sanguíneas.
«Así que obtuvimos un resultado consistente de una mejor reconstitución del timo y también una mejor reconstitución de las células T en la sangre periférica después de la suplementación con zinc», dijo Iovino. «Pero todavía no sabíamos cómo funcionaba exactamente el zinc».
Iovino descubrió que era el cambio en los niveles de zinc alrededor células que liberan un factor regenerativo clave que parecía iniciar los procesos de renovación del timo. Las células T acumulan zinc a medida que se desarrollan, pero lo liberan después de que un evento dañino, como un estallido de radiación, las mate.
Las células usan una molécula llamada GPR39 para detectar un cambio en el zinc externo, e Iovino descubrió que un compuesto experimental que imita el aumento de los niveles externos de zinc al estimular el GPR39 también podría promover la liberación del factor de renovación y la regeneración tímica.
«Lo que creemos que está pasando es que, a medida que se administra suplementos de zinc, se acumula dentro de las células T en desarrollo. Se almacena y almacena y almacena, luego se produce el daño y se libera el zinc», dijo Dudakov. «Ahora tiene más zinc de lo que normalmente tendría, y puede instigar esta vía regenerativa. Con el compuesto experimental podemos apuntar directamente a GPR39 y básicamente obtener el mismo efecto sin ninguno de esos tratamientos previos».
Llegar a la clínica
Todavía hay mucho que aprender antes de que puedan convertir sus hallazgos en estrategias terapéuticas, dijeron los científicos.
Los pacientes trasplantados ya reciben suplementos minerales, por lo que si se incorporara zinc adicional en sus regímenes de tratamiento, sería importante asegurarse de que cualquiera que lo reciba realmente tenga deficiencia de zinc. Iovino cree que muchos pacientes podrían estarlo, pero en este momento no hay una buena prueba para evaluar esto. Actualmente está trabajando en el desarrollo de uno, que primero se usaría para ayudar a los investigadores a determinar si el estado de zinc de los pacientes se correlaciona con la recuperación inmunológica después del trasplante de células madre sanguíneas.
Dudakov buscará compuestos estimulantes de GPR39 como terapias para mejorar la recuperación del timo después de lesiones agudas como la radiación previa al trasplante. Actualmente, el equipo está examinando compuestos similares para encontrar alguno que pueda ser más eficaz.
Él e Iovino también están trabajando para determinar si tales compuestos podrían ayudar con la regeneración tímica en otros entornos. Desafortunadamente, nuestros timos también se encogen lentamente y reducen su producción de células T a medida que envejecemos. A Dudakov e Iovino también les gustaría saber si esta degeneración crónica podría ralentizarse impulsando los procesos regenerativos del órgano.
«Nuestro laboratorio continúa ensamblando los jugadores moleculares que contribuyen al nuevo crecimiento del timo», dijo Dudakov. «En última instancia, nuestro objetivo es desarrollar terapias que desencadenen la regeneración natural y restauren la salud inmunológica».
El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud, la Sociedad Estadounidense de Hematología y la Fundación Rotaria.
