Tu instinto es un campo de batalla. Las células que recubren el intestino delgado tienen que equilibrar dos funciones aparentemente contradictorias: absorber los nutrientes de los alimentos y, al mismo tiempo, estar atentas a los patógenos que intentan invadir el cuerpo.
«Esta es una superficie donde los patógenos pueden colarse», dice el profesor asistente del Instituto de Inmunología de La Jolla (LJI), Miguel Reina-Campos, Ph.D. «Ese es un desafío enorme para el sistema inmunológico».
Entonces, ¿cómo mantienen las células inmunitarias el intestino seguro? Una nueva investigación dirigida por científicos de LJI, UC San Diego y el Instituto Allen de Inmunología muestra que las células inmunes que combaten patógenos llamadas células T CD8 de memoria residentes en tejidos (TRM células) pasan por una sorprendente transformación (y reubicación) mientras luchan contra las infecciones en el intestino delgado.
De hecho, estas células literalmente ascienden más arriba en el tejido para combatir las infecciones antes de que los patógenos puedan propagarse a áreas más profundas y vulnerables.
«El tejido del intestino ha evolucionado para proporcionar señales a los infiltrados de células inmunitarias, para colocar las células inmunitarias en lugares específicos para que tengan una mejor capacidad de detener a los patógenos», dice Reina-Campos, primera autora del nuevo estudio. Naturaleza estudio junto con el coautor Alexander Monell de UC San Diego y los coautores principales Maximilian Heeg, MD, y Ananda W. Goldrath, Ph.D., del Instituto Allen de Inmunología y UC San Diego.
Los nuevos hallazgos se suman al creciente conjunto de pruebas de que las células inmunitarias se adaptan para proteger tejidos específicos. Reina-Campos cree que estas células inmunes «residentes en tejidos» pueden ser actores clave en futuras inmunoterapias contra el cáncer dirigidas a tumores en órganos específicos.
Células T en movimiento
Reina-Campos y sus colegas investigaron la formación de TRM células en el intestino delgado. El equipo aprovechó una tecnología de vanguardia llamada transcriptómica espacial para rastrear estas células en muestras de tejido tanto humanas como de ratones.
Su trabajo demostró que el intestino delgado contiene dos tipos de TRM células. Estas células se dividen entre las diminutas estructuras de «vellosidades» en forma de dedos que recubren el intestino delgado o las «criptas» entre las vellosidades que sobresalen.
Los investigadores encontraron que el T similar a un progenitorRM Las células viven más cerca de las criptas entre las vellosidades. Por otro lado, T diferenciadaRM Ocupan regiones más expuestas en la parte superior de las vellosidades. «Las células inmunes diferenciadas están más expuestas en la parte superior de las vellosidades, y ahí es donde tienen una mejor capacidad para protegerte de las infecciones», dice Reina-Campos.
Mientras tanto, una población de reserva de T similar a progenitorRM Las células siguen estando bajas en las criptas. «Estas células pueden reponer el conjunto de células T efectoras, por lo que el sistema inmunológico las mantiene como respaldo en las partes más profundas del tejido», añade Reina-Campos.
¿Qué mantiene a estas poblaciones organizadas y bajo control?
Para espiar estas importantes células inmunes dentro de su hábitat natural, Reina-Campos y sus colegas utilizaron una nueva tecnología, llamada transcriptómica espacial, para observar millones de moléculas de ARN mensajero simultáneamente con resolución subcelular.
«Por primera vez pudimos captar la formación de la memoria inmunológica en el espacio y el tiempo», afirma Reina-Campos.
Al observar el intestino delgado después de una infección viral, los científicos descubrieron que el intestino libera señales químicas para indicar a las células inmunitarias dónde ir y qué hacer. «Este estudio ofrece un nuevo recurso para encontrar señales que posicionen a los residentes inmunes para fortalecer nuestra inmunidad intestinal», dice Reina-Campos.
¿Jaque mate por enfermedad?
Reina-Campos le da crédito a su mentor, Goldrath, así como a la experiencia de Heeg y Monell por hacer posible este estudio. Como explica Reina-Campos, Heeg y Monell desarrollaron nuevos enfoques computacionales para dar sentido a las enormes cantidades de datos capturados mediante la transcriptómica espacial.
«Ha supuesto un gran avance en nuestra capacidad de observar cientos o miles de genes simultáneamente en tejidos intactos», afirma Reina-Campos. «Con este estudio, hemos abierto un nuevo camino para el descubrimiento».
Reina-Campos compara la batalla entre células inmunes y patógenos con una partida de ajedrez.
«Para ser un gran maestro de ajedrez, no sólo necesitas saber acerca de las piezas: los alfiles, peones, torres, etc., sino también cómo se mueven en conjunto en el tablero de ajedrez», dice.
Durante mucho tiempo, los científicos han estudiado las piezas de ajedrez (mediante el análisis de células extraídas del tejido), pero no han podido observar bien la partida de ajedrez en sí. «No sabemos mucho sobre cómo funciona el tablero de ajedrez, y sabemos aún menos sobre las reglas que se aplican a nuestras piezas de ajedrez a medida que se mueven por el tablero», dice Reina-Campos.
El nuevo estudio ofrece a los investigadores una visión detallada de cómo las células inmunitarias interactúan entre sí y con su tablero celular.
Reina-Campos dice que el nuevo hallazgo debería guiar la investigación futura sobre cómo las células inmunes se desarrollan y se mueven a través de otros órganos con diferentes estructuras tisulares, como los riñones y los pulmones, y cómo las células inmunes podrían combatir los tumores en estos órganos.
