Nuevas investigaciones, publicadas el año pasado en Cell Host & Microbe, donde el estudio mostró cómo la placenta (el órgano embrionario que conecta al feto con la madre) usa un truco molecular para fingir enfermedad y proteger las células del feto.
Al pretender que está bajo ataque viral, mantiene el sistema inmunológico funcionando a un ritmo suave y constante para proteger al feto encerrado de los virus que se escapan de las defensas inmunológicas de la madre.
El descubrimiento sugiere que antes de la infección, algunas células pueden activar una respuesta inmune sutil que puede proporcionar una protección moderada en tejidos delicados.
La idea de que las células activen defensas inmunes preventivamente «viola mucho una de las visiones que tienen los inmunólogos», dijo Jonathan Kagan, un inmunobiólogo del Hospital Infantil de Boston y la Escuela de Medicina de Harvard que no participó en el nuevo estudio.
Porque las armas inmunes antivirales pueden destruir tejidos, las células típicamente las activan solo cuando hay una amenaza activa como una infección, dijo Kagan. Luego, una vez que la infección se resuelve, esas armas se apagan lo más rápido posible.
Pero la placenta rompe estas reglas, según la nueva investigación. De alguna manera, activa las defensas antes de que sean necesarias y luego las deja encendidas sin hacerse daño a sí misma o al feto.
«Protege pero no daña», dijo Hana Totary-Jain, profesora asociada de farmacología molecular en la Universidad del Sur de Florida en Tampa y autora principal del nuevo artículo. «La evolución es muy inteligente».
La placenta finge enfermedad para proteger células
Totary-Jain descubrió el truco de manos de la placenta por accidente. Ella y su laboratorio estaban investigando un megaconjunto de genes ,»un monstruo», dijo ella, que se expresaba en la placenta. Se sorprendió al ver que, además de activar genes que guían el desarrollo placentario, el megaconjunto había encendido el gen para el interferón lambda, una proteína de señalización inmune. ¿Por qué estaba activo en células sanas e infectadas?
Pasaron años para que Totary-Jain y su equipo encontraran una respuesta: las células placentarias habían elaborado un falso parecido viral, utilizando ARN extraído de sus propios genomas, para engañar a sus sensores inmunológicos.
Nuestros genomas son museos moleculares de historia evolutiva. Desde el inicio de la vida en la Tierra, los virus han insertado porciones de su material genético en el ADN de sus hospedadores. Escondidos entre genes que codifican proteínas hay reliquias genómicas de antiguas invasiones microbianas.
Uno de los elementos virales más comunes que persisten en los genomas humanos es un fragmento de ADN llamado repetición Alu. Las Alus constituyen al menos el 13% del genoma humano; había más de 300 copias en el megaconjunto de Totary-Jain. Ella sospechaba que esas repeticiones de Alu estaban activando el sistema inmunológico en la placenta. Pero sus colegas la advirtieron que no siguiera ese camino.
«El consejo que recibí fue: «No toques las Alus, no trabajes con las Alus, olvídate de las Alus«, dijo Totary-Jain. La multitud de Alus en el genoma dificulta desentrañar lo que un conjunto específico puede estar haciendo.
Pero los datos que implicaban a las Alus eran demasiado convincentes para ignorarlos. Después de años de experimentos cuidadosos, el equipo de Totary-Jain mostró que en la placenta, los transcritos de las repeticiones Alu formaban fragmentos de ARN de doble cadena, una silueta molecular que nuestras células reconocen como de origen viral. Al detectar el virus falso, la célula respondía produciendo interferón lambda.
«La célula se disfraza efectivamente como un agente infeccioso», dijo Kagan. «El resultado es que se convence a sí misma de que está infectada y luego opera como tal».
Inmunidad latente
Las respuestas inmunitarias pueden ser destructivas, y las respuestas antivirales aún más. Como los virus son más peligrosos cuando ya están dentro de una célula, la mayoría de las estrategias inmunitarias que apuntan a infecciones virales funcionan en parte al dañar y matar las células infectadas.
Por esa razón, las células gritan «¡Virus!» bajo su propio riesgo. En la mayoría de los tejidos, las secuencias Alu están altamente suprimidas para que nunca tengan la oportunidad de imitar un ataque viral. Y sin embargo, ese es el escenario exacto que la placenta parece crear a propósito. ¿Cómo equilibra la salud del embrión en crecimiento con una respuesta inmunitaria potencialmente riesgosa?
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En experimentos con ratones, el equipo de Totary-Jain descubrió que los ARN de doble cadena de la placenta y la respuesta inmunitaria resultante no parecían dañar a los embriones en desarrollo. En cambio, protegían a los embriones de la infección por el virus Zika. Las células placentarias pudieron mantener el equilibrio proporcionando protección a los embriones sin activar una respuesta inmunitaria autodestructiva porque llamaron a las defensas más suaves del interferón lambda.
Típicamente, los primeros en responder a los escapes de ARN Alu de doble cadena son los interferones de tipo I y tipo II, que rápidamente reclutan células inmunitarias destructivas al sitio de una infección, lo que lleva a daño tisular e incluso a enfermedades autoinmunes.
El interferón lambda, por otro lado, es un interferón de tipo III. Actúa localmente comunicándose solo con las células dentro del tejido, generando una respuesta inmunitaria más suave, una que puede mantenerse a largo plazo en la placenta.
Cómo las células placentarias logran activar solo interferón lambda, manteniendo la respuesta inmunitaria latente pero nunca desbordándose, todavía es un misterio. Pero Totary-Jain tiene una idea de por qué las células placentarias evolucionaron este truco que aparentemente evitan otras células: Dado que la placenta se descarta al nacer, quizás pueda permitirse tomar riesgos inmunológicos que otros tejidos no pueden.
Los hallazgos revelan una nueva estrategia que tiene la placenta para proteger al feto, aparte del sistema inmunológico de la madre. Dado que la respuesta inmunitaria de la madre se reduce durante el embarazo para evitar ataques a las células embrionarias genéticamente distintas, la placenta ha tenido que desarrollar defensas adicionales para el bebé en crecimiento que apoya.
Sin embargo, este truco, una respuesta inmunitaria de bajo nivel generada por un virus falso, puede no estar limitado a la placenta. Investigadores de la Universidad de Columbia recientemente describieron un fenómeno similar en neuronas. Observaron ARN de diferentes elementos genómicos unidos en doble cadena para producir una respuesta inmunitaria.
En este caso, el sistema inmunológico llamó a un interferón de tipo I más destructivo, pero se produjo en niveles bajos. Los autores supusieron que la inflamación crónica de bajo nivel en el cerebro puede mantener bajo control las infecciones, previniendo una inflamación importante y la muerte neuronal.
Es posible, entonces, que este tipo de engaño inmunitario sea más común de lo que nadie pensaba. Al estudiar cómo el sistema inmunológico parece romper sus propias reglas, los científicos pueden definir mejor cuáles son esas reglas en primer lugar.
Fuente: quantamagazine.org