Los investigadores de UC San Francisco se sorprendieron recientemente al descubrir células intestinales y cutáneas completamente formadas en el timo, un órgano del tamaño de un limón que se encuentra frente al corazón y es responsable de entrenar a las células T del sistema inmunitario para que no ataquen el cuerpoTejidos propios. El hallazgo, basado en estudios realizados en ratones, podría conducir a una mejor comprensión de los impulsores de los problemas autoinmunes en humanos, dicen los autores.
Las células en la región de la médula del timo tienen una tarea sencilla: están programadas para mostrar al azar ramos de proteínas características de varios tejidos corporales para "entrenar" a las células T recién nacidas, las células inmunes responsables de defender el cuerpo contra las invasivaspatógenos. Si las células T inmaduras responden agresivamente a estas proteínas "amigables", el timo las elimina o las vuelve a entrenar como células Treg "tee-reg" de mantenimiento de la paz que pueden suprimir la inflamación en los tejidos del cuerpo. El control de mala calidad en el timo puedeconducir a enfermedades autoinmunes como diabetes tipo 1, esclerosis múltiple y artritis reumatoide.
Ahora, en un estudio publicado el 18 de julio de 2018 en Naturaleza los investigadores del Centro de Diabetes de la UCSF descubrieron que pequeños grupos de células en el timo llamados corpúsculos de Hassall, cuya función ha sido un misterio para la ciencia durante más de 150 años, consisten en células epiteliales y sensoriales mucho más complejas, similar a las células maduras de la piel y el intestino. En particular, los científicos descubrieron que los corpúsculos de Hassall están rodeados por células tuft, un tipo de célula sensorial nativa del intestino que detecta parásitos invasores en el intestino del ratón al "probarlos" a través dedetectores químicos en los cilios en forma de dedos que forman los mechones característicos de las células.
El nuevo estudio demostró que estas células sensoriales recién descubiertas en el timo juegan un papel importante en el entrenamiento del sistema inmune en desarrollo de los ratones, lo que sugiere que las células del penacho tímico también podrían desempeñar un papel en problemas autoinmunes como la enfermedad inflamatoria intestinal en humanos., las capacidades sensoriales de las células de los mechones podrían presentar oportunidades para regular médicamente la función del timo de manera más general, dijo el autor principal del estudio, Mark Anderson, MD, PhD.
Anderson es un médico-científico que ha pasado más de una década estudiando el "currículum" de entrenamiento inmunológico del timo en el laboratorio para desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades autoinmunes como la diabetes tipo 1. Su equipo ha demostrado previamente que un genllamado AIRE es responsable de hacer que las células en la región de la médula del timo produzcan su puñado aleatorio de proteínas "propias" para evaluar las células T recién nacidas en busca de tendencias autoinmunes.
"El timo tiene un problema difícil de resolver, y lo hace de una manera muy elegante", dijo Anderson.
En el nuevo estudio, el equipo de Anderson estaba interesado en saber si podría haber múltiples tipos de células de timo involucradas en el entrenamiento con células T. En colaboración con el pionero inmunólogo UCSF Richard Locksley, MD, los investigadores desarrollaron una nueva técnica para rastrear el desarrollo genéticode miles de células individuales que expresan AIRE, y para su sorpresa, descubrieron dos subconjuntos de células que desactivaron constantemente AIRE y comenzaron a expresar dos programas genéticos muy diferentes. Un grupo de células parecía diferenciarse en células epiteliales similares a las que forman el exteriorcapa de la piel y el otro grupo comenzaron a expresar marcadores de un tipo de célula sensorial que reside en el intestino llamada células "tuft".
"Cuando Rich y yo vimos esto por primera vez hace tres años pensamos 'tienes que estar bromeando'", dijo Anderson. "A diferencia de las células de entrenamiento típicas en el timo, las células de los mechones que vemos allí tienen elmismas características físicas de las células de mechones 'reales' en el intestino. ¡Incluso tienen el mechón! "
Los investigadores mostraron en experimentos de imágenes que las células similares a la piel y las células de los mechones se agrupan para formar los corpúsculos de Hassall. Aunque estas células de los mechones tímicos se parecían a sus contrapartes en el intestino, los análisis moleculares mostraron que expresan proteínas especiales necesarias para presentar "auto "moléculas a las células T, lo que indica que probablemente juegan un papel en el plan de estudios inmunológico del timo".
Para probar la importancia funcional de estas células de mechones tímicos para una respuesta inmune saludable, los investigadores diseñaron genéticamente un grupo de ratones para que carecieran de todas las células de mechones, luego trasplantaron los timos de estos animales en los llamados "ratones desnudos", que carecen de untimo: los timo trasplantados comenzaron a entrenar células T en estos animales por primera vez, pero sin el beneficio de las células de los mechones tímicos, los investigadores podrían estimularlos fácilmente para generar una respuesta autoinmune contra las células de los mechones nativos del intestino del ratón desnudo.
Este elegante experimento demostró que las células del penacho tímico juegan un papel clave en la prevención de la autoinmunidad en el intestino, aunque se necesitan más experimentos para aclarar exactamente cómo contribuyen a la educación de las células T ". Dado que la piel y el intestino son dos de los lugares dondesus tejidos están expuestos directamente al mundo exterior, planteamos la hipótesis de que los corpúsculos de Hassall y las células tumorales circundantes pueden ser un segundo nivel de entrenamiento que esencialmente simula estos entornos críticos para que las células T en maduración prueben cómo responden ", dijo Anderson.
En un estudio publicado en junio de 2018 en Celda , el equipo de Locksley mostró cómo las células tuft en los intestinos de los ratones perciben los protozoos parásitos usando la misma vía molecular que nuestras papilas gustativas utilizan para detectar sabores dulces y amargos, que depende de una molécula llamada TRPM5. Curiosamente, las células tímbricas también dependen deTRPM5, lo que sugiere que también responden activamente a las señales moleculares a través de una vía de sabor.
Anderson se pregunta si las células tumorales tímicas pueden estar desempeñando un papel más amplio que el entrenamiento inmune, quizás utilizando sus habilidades sensoriales para detectar señales transmitidas por la sangre sobre el estado general del sistema inmune y ajustando los tipos de células T que produce el timo en consecuencia.plantea la tentadora posibilidad de intervenciones médicas para alterar la función del timo, especuló Anderson.
"Controlar el timo podría ser clave para reprogramar el sistema inmune en una variedad de trastornos", dijo Anderson. Señala el potencial para estimular el timo para producir un nuevo suministro de células T que podría suprimir la actividad inmune indeseable en el páncreasde los pacientes con riesgo de diabetes, prevenir el rechazo inmune de los órganos trasplantados, o incluso producir células T de diseño capacitadas para atacar tipos específicos de cáncer. Aunque todavía no está claro cómo alterar terapéuticamente la señalización de las células del penacho tímico, los laboratorios de Anderson y Locksley están trabajando actualmente enestos importantes próximos pasos.
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Materiales proporcionados por Universidad de California - San Francisco . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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