Cuando un tejido experimenta inflamación, sus células recuerdan. Al fijar proteínas a su material genético en el punto álgido de la inflamación, las células marcan el lugar donde se quedaron en su última pelea. En la siguiente exposición, la memoria inflamatoria entra en acción. Las células se basan en experiencias anteriorespara responder de manera más eficiente, incluso a amenazas que no habían encontrado antes. La piel cura una herida más rápido si estuvo previamente expuesta a un irritante, como una toxina o un patógeno; las células inmunes pueden atacar nuevos virus después de que una vacuna les ha enseñado a reconocersolo un virus.
Ahora, un nuevo estudio en Célula madre celular describe el mecanismo detrás de la memoria inflamatoria, también conocida comúnmente como inmunidad entrenada, y sugiere que el fenómeno puede ser universal en diversos tipos de células.
"Esto está sucediendo en las células asesinas naturales, las células T, las células dendríticas de la piel humana y las células madre epidérmicas en ratones", dice Samantha B. Larsen, una ex estudiante de posgrado en el laboratorio de Elaine Fuchs en la Universidad Rockefeller.Las similitudes en el mecanismo son sorprendentes y pueden explicar la naturaleza remitente y recurrente de los trastornos inflamatorios crónicos en los seres humanos ".
inmunidad no electrocutada
Cuando pensamos en nuestro sistema inmunológico, usamos de manera predeterminada la inmunidad específica: ese grupo de células T y células B entrenados, por experiencia o vacunación, para recordar los contornos específicos del último patógeno que irrumpió en nuestros cuerpos.estrategia específica disponible para muchas células, conocida como inmunidad entrenada. El impacto es de corta duración, pero de alcance más amplio. La inmunidad entrenada permite que las células respondan a amenazas completamente nuevas basándose en los recuerdos generales de la inflamación.
Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que incluso las células que tradicionalmente no están involucradas en la respuesta inmune tienen la capacidad rudimentaria de recordar insultos anteriores y aprender de la experiencia. El laboratorio de Fuchs enfatizó este punto en un estudio de 2017 publicado en Naturaleza al demostrar que la piel del ratón que se había recuperado de la irritación se curó 2,5 veces más rápido que la piel normal cuando se expuso a la irritación en una fecha posterior.
Una explicación, propuso el equipo de Fuchs, podrían ser los cambios epigenéticos en el genoma de las células de la piel. Durante la inflamación, las regiones de ADN que suelen estar estrechamente enrolladas alrededor de las proteínas histonas se desenredan para transcribir una respuesta genética al ataque. Incluso después de que el polvo se asienta., un puñado de estos dominios de memoria permanecen abiertos y cambiados. Algunas de sus histonas asociadas se han modificado desde el ataque, y las proteínas conocidas como factores de transcripción se han adherido al ADN expuesto. Una célula que alguna vez fue ingenua ahora está ansiosa por su próxima pelea.
Pero el mecanismo molecular que explica este proceso, y cómo la célula podría usarlo para responder a tipos de inflamación y lesión que nunca antes había visto, seguía siendo un misterio.
Dentro de un dominio de memoria
De modo que el laboratorio de Fuchs una vez más expuso la piel de los ratones a irritantes y observó cómo cambiaban las células madre de la piel. "Nos centramos en las regiones del genoma que se vuelven accesibles durante la inflamación y siguen siendo accesibles después", dice Christopher Cowley, unestudiante de posgrado en el laboratorio de Fuchs. "A estas regiones las llamamos dominios de memoria y nuestro objetivo era explorar los factores que las abren, mantenerlas abiertas y reactivarlas por segunda vez".
Observaron alrededor de 50.000 regiones dentro del ADN de las células madre que se habían desenmarañado para responder a la amenaza, pero unos meses más tarde solo unas 1.000 permanecían abiertas y accesibles, distinguiéndose como dominios de memoria. Curiosamente, muchos de estos dominios de memoria eranlas mismas regiones que se habían desenredado de manera más prodigiosa en los primeros días de la inflamación de la piel.
Los científicos profundizaron y descubrieron un mecanismo de dos pasos en el corazón de la inmunidad entrenada. El proceso gira en torno a los factores de transcripción, proteínas que gobiernan la expresión de los genes y depende de los factores de transcripción gemelos conocidos como JUN y FOS.
El factor de transcripción STAT3 específico del estímulo responde primero, desplegado para coordinar una respuesta genética a un género particular de inflamación. Esta proteína entrega el testigo a JUN-FOS, que se posa en el material genético no agrupado para unirse al cuerpo a cuerpo. La transcripción específicaEl factor que hizo sonar la alarma original eventualmente regresará a casa; FOS se alejará flotando mientras el tumulto se calma. Pero JUN es el centinela, protegiendo el dominio de la memoria abierta con una banda irregular de otros factores de transcripción, esperando su próxima batalla.
Cuando la irritación golpea nuevamente, JUN está listo. Recluta rápidamente a FOS de regreso al dominio de la memoria, y el dúo carga en la refriega. Esta vez, no se necesita un factor de transcripción específico para responder a un tipo particular de inflamación y obtener la pelotarodando. El sistema se activa unilateralmente en respuesta a prácticamente cualquier estrés, una rapidez que no siempre puede beneficiar al resto del cuerpo.
Mejor olvidado
La inmunidad entrenada puede parecer una bendición para la salud humana. Las células inmunitarias veteranas parecen producir respuestas inmunitarias más amplias; las células de la piel experimentadas deberían sanar más rápido cuando están heridas.
Pero el mismo mecanismo que mantiene a las células en alerta máxima puede infundir una especie de paranoia molecular en los trastornos de inflamación crónica. Cuando el laboratorio de Fuchs examinó los datos recopilados de pacientes que sufren de esclerosis sistémica, por ejemplo, encontraron evidencia de que JUN puede estar sentadojusto en los dominios de la memoria de las células afectadas, con ganas de incitar una discusión en respuesta al más mínimo desacuerdo.
"Estos argumentos no siempre tienen por qué ser desagradables, ya que los animales se benefician al curar sus heridas rápidamente y las plantas expuestas a un patógeno a menudo están protegidas contra otros", dice Fuchs. Dicho esto, los trastornos inflamatorios crónicos pueden deber su existencia dolorosa a la capacidadde sus células para recordar, y a FOS y JUN, que responden universalmente al estrés ".
Los científicos esperan que arrojar luz sobre una posible causa de la enfermedad inflamatoria crónica pueda ayudar a los investigadores a desarrollar tratamientos para estas afecciones ". Los factores y las vías que identificamos aquí podrían enfocarse, tanto en las etapas iniciales de la enfermedad como, más tarde, durante laetapas de recaída de la enfermedad ", dice Cowley. Larsen agrega:" Quizás estos factores de transcripción podrían usarse como un objetivo general para inhibir el recuerdo de los recuerdos que causan la inflamación crónica ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Rockefeller . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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