Diminuta proteína aparentemente produce un impacto titánico en los pulmones cuando se encuentra con neumonía bacteriana

En la búsqueda continua para descubrir qué componentes del sistema inmunitario brindan una protección altamente específica, los científicos han descubierto que un componente del sistema inmunitario innato está dotado de la capacidad de proteger los pulmones de las lesiones inducidas por la neumonía.

El sistema inmunológico innato es la primera línea de defensa del cuerpo contra los invasores patógenos. El sistema está presente al nacer y funciona durante toda la vida como un estallido explosivo de protección. Las células asesinas naturales son parte del sistema inmunitario innato, al igual que ciertos anticuerpos y las células conocidas como macrófagos, los grandes comedores, cuya función es tragarse los microbios invasores enteros y luego reducirlos a desechos inútiles.

Un componente clave del sistema inmunitario innato es otro sistema más: el sistema del complemento, también conocido como la cascada del complemento. Su función es mejorar, complementar, la actividad de los anticuerpos y las células fagocíticas (aquellas que se alimentan de los invasores) para eliminar los microbios que se infiltran en el cuerpo.

La cascada del complemento, que tiene dos vías, aumenta la inflamación, opsoniza a los patógenos (los etiqueta para su destrucción) y mata directamente a los invasores a través de la lisis, lo que significa romper sus membranas celulares. Todas estas actividades están dirigidas a ayudar a los ataques del sistema inmunitario innato mientras se involucra en una guerra total contra los invasores patógenos.

Para comprender completamente el sistema del complemento, es mejor verlo como un diagrama de flujo, que define el papel de cada uno de sus muchos componentes.

escribiendo en ciencia inmunologíaun equipo de investigadores del Departamento de Medicina John T. Milliken de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en Missouri, explica que la cascada del complemento consiste en una serie de proteínas, en su mayoría fabricadas en el hígado, cada una de las cuales realiza una tarea específica.

También sentaron las bases para una comprensión revolucionaria de la cascada, demostrando en el laboratorio que un solo componente del complemento denominado C3 es experto en combatir las bacterias, incluso las especies letales, que invaden los pulmones. Este componente, dicen los investigadores, tiene una especificidad única como defensor del tejido epitelial pulmonar, particularmente frente a la neumonía bacteriana.

Sanjaya Sahu y Ayse Ozantürk, en colaboración con un gran equipo de investigadores, buscaron delinear completamente el papel antibacteriano de C3. Dicen que las proteínas del complemento en general son moléculas de defensa inmunitarias innatas que protegen al huésped contra los microorganismos patógenos.

«El componente del complemento C3 es una proteína plasmática fundamental para la defensa del huésped, producida en gran parte por el hígado. Sin embargo, trabajos recientes han demostrado la importancia crítica de la expresión de C3 específica de tejido en la supervivencia celular», escribió Sahu, autor principal de la nueva investigación. «Analizamos los efectos de las fuentes locales frente a las periféricas de la expresión de C3».

Los investigadores encontraron que las células en los pulmones también producen C3 con una capacidad antibacteriana distinta, un descubrimiento que desafía la sabiduría científica predominante con respecto al papel de esta proteína. El equipo proporciona evidencia que respalda su hipótesis de que el C3 producido localmente es el arma que combate las bacterias cuando es la fuente de neumonía en los pulmones.

De hecho, C3, según el equipo, combate la neumonía con mayor eficacia cuando es secretada localmente por las células epiteliales pulmonares. Hasta ahora, el valor del C3 derivado de los pulmones y su papel en la lucha contra la neumonía no se habían apreciado por completo.

Para probar su hipótesis de que el C3 producido por los pulmones es crucial para la protección de las células epiteliales durante la neumonía, el equipo recurrió a un modelo de ratón knockout.

Al infectar ratones knockout con una cepa particularmente patógena de una bacteria que causa neumonía llamada Pseudomonas aeruginosa, el equipo con sede en St. Louis pudo investigar las consecuencias de eliminar todo el C3 o solo el C3 local de las células epiteliales pulmonares. Como era de esperar, los resultados mostraron que una ausencia global de C3 causó una notable susceptibilidad a la infección.

Pero el equipo no se quedó ahí. Los investigadores eliminaron la producción de C3 en las células epiteliales de pulmón de los ratones en un experimento revelador que reveló algo inesperado: la eliminación de C3 específico de pulmón perjudicó significativamente la capacidad de los animales para superar la neumonía. Esta lucha por vencer la infección se produjo a pesar de la presencia de C3 circulante en niveles normales. Estos hallazgos sugieren que el C3 secretado por células epiteliales pulmonares juega un papel importante en la protección contra la neumonía.

También sugiere que la ingeniería de esta proteína para su administración en dosis farmacéuticas algún día podría proporcionar una forma de tratar la neumonía bacteriana, especialmente las cepas que son resistentes a los antibióticos convencionales.

«Los efectos del sistema del complemento se han atribuido históricamente a su presencia en la circulación», concluyeron Sahu y los demás autores. «Demostramos que, además del C3 derivado del hígado, el C3 derivado de células epiteliales de pulmón apoya la respuesta del huésped a la neumonía al promover tanto la resistencia inmunológica como la resiliencia de los tejidos».

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