Encuentran cronometradores del sistema inmunitario intestinal que podrían inspirar nuevos fármacos

Publicado 07/10/2019 7:11:32CET
Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han identificado una célula inmunitaria que ayuda a establecer los ritmos diarios del sistema digestivo.
Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han identificado una célula inmunitaria que ayuda a establecer los ritmos diarios del sistema digestivo. - QIANLI WANG

MADRID, 7 Oct. (EUROPA PRESS) -

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han identificado un tipo de célula inmunitaria que ayuda a regular el tiempo en el intestino, según publican en 'Science Immunology'. Son las células linfoides innatas tipo 3 (ILC3), responsables de mantener el intestino operando de manera normal y saludable.

Los investigadores descubrieron que los llamados genes del reloj son altamente activos en tales células y que la producción de moléculas inmunes de las células sigue la actividad de los genes del reloj. Cuando los investigadores eliminaron un gen de reloj clave de los ratones, los animales no pudieron producir un subconjunto de células ILC3 y lucharon por controlar una infección bacteriana en el intestino.

A medida que las personas realizan sus rutinas diarias y nocturnas, sus vías digestivas también siguen una rutina: digerir los alimentos y absorber los nutrientes durante las horas de vigilia, y reponer las células desgastadas durante el sueño.

El trabajo por turnos y el desfase horario pueden afectar los horarios de sueño y los ritmos digestivos. Estas interrupciones se han relacionado con un mayor riesgo de infecciones intestinales, obesidad, enfermedad inflamatoria intestinal y cáncer colorrectal, entre otros.

Los hallazgos ayudan a explicar por qué las interrupciones de los ritmos circadianos están relacionadas con problemas gastrointestinales. Además, sugieren que atacar los genes del reloj podría afectar las células inmunes y ayudar a contrarrestar los efectos negativos de los horarios erráticos del sueño asociados con enfermedades intestinales.

"Está cada vez más claro que las interrupciones de los ritmos circadianos tan comunes en la vida moderna (turnos de trabajo, desfase horario, privación crónica del sueño) tienen efectos nocivos en la salud de las personas, pero aún no sabemos mucho acerca de cómo exactamente las interrupciones del sueño causan estos problemas", señala el autor principal Marco Colonna, profesor de Patología y Medicina.

"Lo que hemos encontrado aquí --añade-- es que los ritmos circadianos afectan directamente la función de las células inmunes en el intestino, lo que podría ayudar a explicar algunos de los problemas de salud que vemos, como la enfermedad inflamatoria intestinal y el síndrome metabólico".

Las células ILC3 mantienen el equilibrio en el intestino al fortalecer la barrera entre los billones de bacterias que normalmente viven en su interio y las células que lo forman. También producen moléculas inmunes que ayudan al sistema inmunitario del intestino a evitar la reacción exagerada de los microbios inofensivos y las partículas de alimentos, al tiempo que conservan su capacidad para combatir los microorganismos que causan enfermedades.

Colonna y sus colegas han estudiado las células ILC3 durante años, pero no fue hasta que el primer autor Qianli Wang y la segunda autora Michelle Robinette, ambos estudiantes graduados en el laboratorio de Colonna en ese momento, notaron que los genes del reloj estaban altamente activados en las células ILC3, por lo que comenzaron a preguntarse si las células podrían vincular los ritmos circadianos con el sistema inmunitario intestinal.

"Si las células ILC3 están en sintonía con los ritmos circadianos, pueden anticipar cuándo llegará la nutrición al intestino, que también es cuando las bacterias peligrosas podrían ser consumidas accidentalmente y llegar al intestino también --explica Wang--. Para un funcionamiento óptimo, el intestino debe estar preparado para estos ritmos diarios, y estas células juegan un papel fundamental en ese proceso".

Al estudiar las células ILC3 tomadas del intestino del ratón a intervalos de seis horas, los investigadores descubrieron que la actividad de los genes del reloj variaba en un patrón predecible en el transcurso de un día, y que la actividad de los genes para las moléculas inmunes rastreaba con los genes del reloj.

Cuando pusieron algunos ratones en un horario similar al experimentado por un trabajador por turnos, un cambio de ocho horas en el ciclo de luz y oscuridad cada dos días, las células ILC3 ya no funcionaban normalmente. Producían niveles bajos de moléculas inmunes cuando se estimulaban para responder a una infección. Además, cuando los ratones fueron modificados genéticamente para carecer de la proteína del reloj REV-ERB alfa, los animales no pudieron desarrollar cantidades normales de células ILC3.

"Creo que es apropiado decir que ILC3 está bajo la regulación del ritmo circadiano y que ciertos genes circadianos clave son cruciales para que las células ILC3 se desarrollen y funcionen", apunta Wang.

Wang y Colonna sospecharon que una escasez de células ILC3 o un cambio en el comportamiento de ILC3 podría afectar la capacidad del cuerpo para combatir las infecciones intestinales.

Utilizando ratones que carecen de la proteína del reloj, así como ratones sanos para la comparación, estudiaron el efecto de la infección con la bacteria 'Clostridium difficile', que puede causar diarrea severa en las personas.

Los ratones sin la proteína del reloj no lograron montar una defensa efectiva: sus células ILC3 produjeron más de una molécula inmune dañina y menos de una molécula inmune protectora, y las bacterias se diseminaron más ampliamente en sus cuerpos.

"El equilibrio del intestino se ve alterado por las interrupciones de los ritmos circadianos --detalla Wang--. Las células ILC3 son tan importantes para el equilibrio intestinal que podemos ser capaces de contrarrestar algunas de estas alteraciones al dirigir genes de reloj en las células ILC3".

Los investigadores continúan estudiando el papel de los ritmos circadianos en el tracto digestivo. "La relevancia emergente de la regulación circadiana en la salud intestinal es probable que afecte la práctica médica y hospitalaria --señala Colonna--. Creo que tendremos que comenzar a tomar en cuenta los ritmos circadianos de las células intestinales al elegir el momento óptimo para las intervenciones nutricionales y farmacológicas".

Contador