LABORATORIO DE URGENCIAS

Cómo Maneja el Sistema Inmunológico el Microbioma?

                                                            Carla Nowosad; Luka Mesin; Tiago B. Castro; Daniel Múcida; Gabriel D. Victoria et al.

                                                                                                                     Nature 588; 321-26 (2020)

                                                                                                                    Resumido por: Carmen Leitch

El cuerpo humano alberga billones de microbios, y muchos de ellos viven en nuestro tracto gastrointestinal; Estos microorganismos forman nuestro microbioma intestinal. El sistema inmunológico está diseñado para reconocer invasores extraños como bacterias en el cuerpo y atacarlos. El intestino también desempeña un papel fundamental en la función del sistema inmunológico; Si bien el intestino y los microbios que contiene nos ayudan a digerir los alimentos y absorber nutrientes, el intestino también reduce las respuestas inmunes a los microbios y moléculas de los alimentos que de otro modo podrían causar una respuesta inmune. Lo hace produciendo anticuerpos.
Cómo utiliza el intestino el sistema inmunológico de esa manera sin destruir el microbioma intestinal?
Los científicos han descubierto que la parte del sistema inmunológico local del intestino actúa de manera precisa y puede atacar microbios específicos.
Se pensaba que el sistema inmunológico intestinal funcionaba como un antibiótico de uso general, controlando todos los insectos y patógenos, pero nuestros nuevos hallazgos nos dicen que podría haber un poco más de especificidad en este objetivo.
Este trabajo sugiere que el sistema inmunológico tiene una influencia significativa en la composición del microbioma intestinal, que se sabe que está estrechamente relacionado con la salud y las enfermedades humanas. Una mejor comprensión de este proceso algún día podría tener implicaciones importantes para las condiciones en las que el microbioma se desequilibra.

Los centros germinales, las estructuras en las que las células B evolucionan para producir anticuerpos con alta afinidad por diversos antígenos, generalmente se forman de manera transitoria en los órganos linfoides en respuesta a una infección o inmunización. Sin embargo, en los órganos linfoides asociados con el intestino, los centros germinales están crónicamente presentes. Estos centros germinales asociados al intestino pueden respaldar respuestas de anticuerpos dirigidas a las infecciones intestinales y la inmunización1. Pero no está tan claro si la selección de células B y la maduración de la afinidad de los anticuerpos tienen lugar frente a la estimulación antigénica crónica y diversa característica de estas estructuras en estado estacionario.
Aquí, al combinar el mapeo multicolor del destino celular 'Brainbow' y la secuenciación de genes de inmunoglobulinas de células individuales, encontramos que entre el 5 y el 10% de los centros germinales asociados al intestino de ratones libres de patógenos específicos (SPF) contienen un 'ganador' altamente dominante. Clones de células B en estado estacionario, a pesar del rápido recambio de células B del centro germinal. Los anticuerpos monoclonales derivados de estos clones muestran una mayor unión, en comparación con sus precursores no mutados, a bacterias comensales, lo que coincide con la selección impulsada por antígenos. La frecuencia de centros germinales asociados al intestino altamente seleccionados es notablemente mayor en ratones libres de gérmenes que en ratones SPF, y las células B ganadoras en centros germinales libres de gérmenes están enriquecidas en clonotipos "públicos" que se encuentran en múltiples individuos, lo que indica una fuerte selección de células B. receptores de antígenos incluso en ausencia de microbiota. La colonización de ratones libres de gérmenes con un consorcio microbiano definido (Oligo-MM12) no elimina los clonotipos asociados libres de gérmenes, pero induce una respuesta concomitante de células B comensales específicas con las características distintivas de la selección impulsada por antígenos. Por lo tanto, la selección positiva de células B puede tener lugar en centros germinales asociados al intestino en estado estacionario, a un ritmo que se puede ajustar en un amplio rango según la presencia y composición de la microbiota.

Después de encontrar un patógeno como una bacteria invasora, las células B de los centros germinales del sistema inmunológico pueden aprender a generar anticuerpos contra el patógeno hasta que logran unirse a él y evitar que cause más infecciones. Este linfocito B “clon ganador” puede producir más células, que luego producirán más de estos potentes anticuerpos.
En este estudio, los investigadores investigaron cómo estos tipos de células B interactúan con las muchas bacterias que viven en el intestino, que representan un número incalculable de objetivos potenciales para el sistema inmunológico. Utilizando un modelo de ratón, los científicos determinaron que alrededor de uno de cada diez centros germinales en el intestino eran capaces de producir clones ganadores. Después de examinar a los ganadores, los investigadores descubrieron que los anticuerpos que producen se dirigen a especies específicas de bacterias intestinales.
Incluso en el intestino, donde está presente una corriente interminable de microbios, los centros germinales del sistema inmunológico pueden elegir a los ganadores.
Ahora podemos investigar a los ganadores y considerar la evolución en los centros germinales como una cuestión ecológica que involucra a muchas especies diferentes, mientras intentamos descubrir las reglas que subyacen a la selección en estos entornos complejos. Esto abre un área de investigación completamente nueva.