Las células del intestino envían mensajes secretos al sistema inmunitario. Gracias a una nueva investigación de los científicos del Instituto de Inmunología de La Jolla (LJI), finalmente podemos ver lo que dicen.
Un nuevo estudio en ciencia inmunología revela cómo las células de barrera que recubren los intestinos envían mensajes a las células T patrullas que residen allí. Estas células se comunican mediante la expresión de una proteína llamada HVEM, que hace que las células T sobrevivan más tiempo y se muevan más para detener posibles infecciones.
«La investigación muestra cómo las células de barrera en el intestino, los elementos estructurales del tejido y las células inmunitarias residentes se comunican para brindar defensa al huésped», dice el profesor y director científico de LJI, Mitchell Kronenberg, Ph.D., autor principal del nuevo estudio.
Las células de barrera, o células «epiteliales», forman una capa gruesa de una sola célula que recubre el intestino. Uno puede imaginar estas celdas alineadas como una cola ocupada afuera de un club nocturno. Las células epiteliales se aplastan entre sí. Se empujan y charlan. Mientras tanto, los guardias de seguridad de células T circulan alrededor de la línea, mirando a un lado y otro de la cuadra en busca de señales de problemas. «Estas células T se mueven alrededor de las células epiteliales como si realmente estuvieran patrullando», dice Kronenberg.
Pero, ¿qué mantiene a estas células T en el epitelio para hacer su trabajo?
«Tenemos una idea de lo que hace que las células T lleguen al intestino, pero necesitamos entender qué las mantiene allí», dice Kronenberg. De hecho, muchas células inmunitarias residen a largo plazo en tejidos específicos. Al comprender las señales que mantienen a las células T en ciertos tejidos, Kronenberg espera arrojar luz sobre afecciones como la enfermedad inflamatoria intestinal, en la que se acumulan demasiadas células T inflamatorias en el intestino.
En el nuevo estudio, los investigadores encontraron que las señales importantes en el intestino se envían a través de la membrana basal, una capa delgada de proteínas debajo del epitelio. En nuestra escena de club nocturno, la membrana del sótano sería la acera donde todos se paran.
Sus experimentos muestran que las células epiteliales reciben señales a través de proteínas HVEM en su superficie que estimulan la síntesis de proteínas de la membrana basal. El equipo descubrió que sin HVEM, las células epiteliales no podían hacer su trabajo porque producían menos colágeno y otros componentes estructurales necesarios para mantener una membrana basal saludable.
Las células T detectan la membrana basal a través de moléculas de adhesión que expresan en su superficie, llamadas integrinas. La interacción de las integrinas de las células T con las proteínas de la membrana basal promueve mensajes que permiten que las células T sobrevivan y patrullen el epitelio. Es como si las células epiteliales tuvieran mensajes escritos en la acera: «Quédate aquí», «Patrulla aquí», «Haz tu trabajo». Sin una membrana basal suficiente, las células T no podrían sobrevivir tan bien ni salir de patrulla.
Usando un modelo de ratón, los investigadores demostraron que eliminar la expresión de HVEM, solo en las células epiteliales intestinales, fue un gran golpe para la salud intestinal. Las células T que patrullan no pudieron sobrevivir tan bien y no se movieron tanto. Estas células T eran pésimos guardias de seguridad. Cuando es desafiado con Salmonella typhimurium, una bacteria invasiva que causa gastroenteritis, las células T permitieron que la infección se apoderara de los intestinos y se extendiera al hígado y al bazo. Por lo tanto, HVEM de las células epiteliales sentó las bases para que las células T protegieran el intestino (fue la razón por la que sobrevivieron en el epitelio), comunicándose con las células T indirectamente a través de la membrana basal.
Estos conocimientos provienen de una serie de experimentos encabezados por los primeros autores del estudio, Goo-Young Seo, Ph.D., Instructor en LJI, y Daisuke Takahashi, Ph.D., anteriormente de LJI y ahora en la Universidad de Keio en Tokio. El equipo trabajó en estrecha colaboración con el laboratorio de la profesora de LJI Hilde Cheroutre, Ph.D., el Núcleo de microscopía de LJI, el Núcleo de citometría de flujo de LJI y empleó técnicas de secuenciación de ARN de imágenes intravitales para investigar el papel de HVEM en el intestino.
En el futuro, Kronenberg y sus colegas están interesados en investigar el papel de HVEM en el mantenimiento de una población saludable de microbios intestinales. Kronenberg dice que hay signos de que la falta de HVEM puede influir en la composición del microbioma intestinal incluso en ausencia de bacterias patógenas.
Otros autores del estudio, «Epithelial HVEM mantiene la supervivencia de las células T intraepiteliales y contribuye a la protección del huésped», incluyen a Qingyang Wang, Zbigniew Mikulski, Angeline Chen, Ting-Fang Chou, Paola Marcovecchio, Sara McArdle, Ashu Sethi, Jr-Wen Shui1, Masumi Takahashi, Charles D. Surh y Hilde Cheroutre.
Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones P01 DK46763, R01 AI61516 y MIST U01, AI125955, MIST U01 AI125957, S10RR027366 y S10OD021831), la Crohn’s and Colitis Foundation of America (subvención CCFA-254582), una Fundación Uehrara y una beca para científicos de imágenes de la iniciativa Chan-Zuckerberg.
