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Salud

Las células intestinales hacen sonar la alarma cuando los parásitos invaden: estudio

A chain reaction led by cells lining the intestines tips the immune system off to the presence of the parasite Cryptosporidium, according to a study led by researchers in the School of Veterinary Medicine.

Una reacción en cadena liderada por células que recubren el intestino indica la presencia del parásito Cryptosporidium en el sistema inmunológico, según un estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina Veterinaria.

Para combatir eficazmente una infección, el cuerpo primero debe sentir que ha sido invadido y luego el tejido afectado debe enviar señales para reunir recursos para combatir al intruso. Saber más sobre estas primeras etapas de reconocimiento y respuesta de patógenos puede proporcionar a los científicos pistas cruciales cuando se trata de prevenir infecciones o tratar enfermedades inflamatorias resultantes de una inmunidad hiperactiva.

Esa fue la intención detrás de un nuevo estudio, dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pennsylvania, que examinó la infección por el parásito Cryptosporidium. Cuando el equipo buscó las primeras señales de “peligro” emitidas por un huésped infectado con el parásito, las rastrearon no hasta una célula inmunitaria, como se esperaba, sino hasta las células epiteliales que recubren los intestinos, donde está instalado Cryptosporidium. durante una infección. Estas células, conocidas como enterocitos, absorben nutrientes del intestino y aquí se ha demostrado que alertan al cuerpo del peligro a través del receptor molecular NLRP6, que es un componente de lo que se conoce como inflamasoma.

“Se puede pensar en el inflamasoma como un sistema de alarma en un hogar”, dice Boris Striepen, profesor del Departamento de Patología de Penn Vet y autor principal del artículo, que se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. “Tiene varios componentes, como una cámara que monitorea la puerta y los sensores en las ventanas, y una vez activado, amplifica esas primeras señales para alertar sobre el peligro y enviar una llamada de socorro. Las células también tienen estos componentes diferentes, y ahora proporcionamos quizás el ejemplo más claro de cómo un receptor específico en el intestino actúa como sensor de una infección intestinal importante. “

Normalmente, dice Striepen, los investigadores se han centrado en las células inmunitarias, como los macrófagos y las células dendríticas, como las primeras en detectar invasores extraños, pero este nuevo hallazgo destaca que las células normalmente no se consideran parte del sistema inmunológico, en este caso, las células intestinales. células epiteliales: juegan un papel importante en cómo se inicia una respuesta inmune.

“Existe un creciente cuerpo de literatura que realmente está evaluando lo que están haciendo las células epiteliales para ayudar al sistema inmunológico a detectar patógenos”, dice Adam Sateriale, primer autor del artículo postdoctoral en el laboratorio de Striepen y ahora dirige el suyo. laboratorio en el Instituto Francis Crick de Londres. “Parecen ser la primera línea de defensa contra las infecciones”.

El laboratorio de Striepen ha prestado considerable atención al Cryptosporidium, que es una de las principales causas de enfermedades diarreicas que pueden ser mortales en los niños pequeños de las zonas de escasos recursos de todo el mundo. Cryptosporidium también es una amenaza para las personas en entornos con buenos recursos, ya que causa la mitad de todos los brotes de enfermedades transmitidas por el agua en los Estados Unidos. En medicina veterinaria, se sabe que infecta a los terneros, lo que ralentiza su crecimiento. Estas infecciones no tienen un tratamiento eficaz ni una vacuna.

En el trabajo actual, Striepen, Sateriale y sus colegas aprovecharon una especie de ratón natural, Cryptosporidium, que descubrieron recientemente que imita la infección humana de muchas maneras. Aunque los investigadores sabían que las células T ayudan a controlar el parásito en etapas posteriores de la infección, comenzaron a buscar pistas sobre lo que sucede primero.

Una pista importante es el desafortunado vínculo entre la desnutrición y la infección por Cryptosporidium. La infección temprana por Cryptosporidium y la inflamación del intestino que lo acompaña predispone a los niños a la desnutrición y al retraso en el crecimiento; al mismo tiempo, los niños desnutridos son más susceptibles a la infección. Esto puede conducir a una espiral descendente, poniendo a los niños en mayor riesgo de infecciones fatales. Los mecanismos detrás de este fenómeno no se comprenden bien.

“Esto nos llevó a pensar que quizás algunos de los mecanismos de detección de peligros que pueden conducir a la inflamación en el intestino también juegan un papel en el contexto más amplio de esta infección”, agrega Striepen.

Juntos, estos vínculos inspiraron al equipo de investigación a observar más de cerca el inflamasoma y su impacto en el curso de la infección en su modelo de ratón. Lo hicieron eliminando un componente clave del inflamasoma, una enzima llamada caspasa-1. “Resulta que los animales que no lo recibieron tenían niveles mucho más altos de infección”, dice Sateriale.

Un trabajo posterior ha demostrado que los ratones sin caspasa-1 solo en las células epiteliales intestinales sufrieron infecciones tan altas como aquellos sin caspasa-1, lo que demuestra el papel crucial de la célula epitelial.

De acuerdo con esta idea, el equipo dirigido por Penn Vet demostró que, de una variedad de receptores candidatos, solo la pérdida del receptor NLRP6 conduce a una falla en el control de la infección. El NLRP6 es un receptor restringido a las barreras epiteliales previamente vinculadas a la detección y mantenimiento del microbioma intestinal, una bacteria que coloniza naturalmente el intestino. Sin embargo, los experimentos revelaron que las ratas nunca se expusieron a bacterias y, por lo tanto, sin un microbioma, también activaron su inflamasoma después de la infección con Cryptosporidium, una señal de que este aspecto de la señal de peligro ocurre en respuesta directa a la infección del parásito e independiente de la comunidad. bacteriana intestinal.

Para rastrear cómo la activación del inflamasoma intestinal condujo a una respuesta efectiva, los investigadores observaron algunas de las moléculas de señalización, o citocinas, normalmente asociadas con la activación del inflamasoma. Descubrieron que la infección conduce a la liberación de IL-18, con animales que no tienen esta citocina o la capacidad de liberarla con una infección más grave.

“Y cuando vuelve a agregar IL-18, puede rescatar a estos ratones”, dice Sateriale, casi revirtiendo los efectos de la infección.

Striepen, Sateriale y sus colegas creen que hay mucho más trabajo por hacer para encontrar una vacuna contra Cryptosporidium. Pero dicen que sus hallazgos ayudan a iluminar aspectos importantes de la interacción entre el parásito, el sistema inmunológico y la respuesta inflamatoria, relaciones que pueden informar estos objetivos traslacionales.

Continuando, están mirando las últimas etapas de la infección por Cryptosporidium para ver cómo el anfitrión lo controla con éxito. “Ahora que entendemos cómo se detecta la infección, nos gustaría comprender los mecanismos mediante los cuales se controla”, dice Sateriale. “Una vez que el sistema detecta un parásito, ¿qué se hace para restringir su crecimiento y matarlo?”

(Esta historia se publicó desde el feed de una agencia de cable sin cambios de texto. Solo se ha cambiado el título).

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