Publicado 06/11/2020 06:59CET

El intestino entrena al sistema inmunológico para proteger el cerebro, según un estudio

Enfermedad de Crohn, intestino, enfermedad intestinal
Enfermedad de Crohn, intestino, enfermedad intestinal - BIODESIGN INSTITUTE, ARIZONA STATE UNIVERSITY

MADRID, 6 Nov. (EUROPA PRESS) -

Las membranas que rodean el cerebro están en una batalla interminable contra infecciones mortales, ya que los gérmenes intentan constantemente eludir a las células inmunes vigilantes y escabullirse de una barrera protectora especial llamada meninges. En un estudio con ratones y tejido de autopsias humanas, investigadores de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos y la Universidad de Cambridge,en Reino Unido, han demostrado que algunas de estas células inmunes están entrenadas para combatir estas infecciones pasando primero un tiempo en el intestino.

"Este hallazgo abre una nueva área de neuroinmunología, que muestra que las células productoras de anticuerpos formadas en el intestino habitan y defienden las regiones que rodean el sistema nervioso central", señala Dorian McGavern, investigador principal del NINDS y coautor principal de el estudio, publicado en 'Nature'.

El sistema nervioso central (SNC) está protegido de patógenos tanto por una barrera de tres membranas llamada meninges como por células inmunes dentro de esas membranas. El SNC también está aislado del resto del cuerpo por vasos sanguíneos especializados que están firmemente sellados por la barrera hematoencefálica. Sin embargo, este no es el caso de la duramadre, la capa más externa de las meninges. Los vasos sanguíneos de este compartimento no están sellados y las grandes estructuras venosas, denominadas senos nasales, transportan sangre que se mueve lentamente de regreso al corazón. La combinación de flujo sanguíneo lento y proximidad al cerebro requiere una fuerte protección inmunológica para detener las posibles infecciones en su camino.

"El sistema inmunológico ha invertido mucho en la duramadre -señala el doctor McGavern--. Los senos venosos dentro de la duramadre actúan como contenedores de drenaje y, en consecuencia, son un lugar donde los patógenos pueden acumularse y potencialmente ingresar al cerebro. Tiene sentido que el sistema inmunológico se establezca en esta área vulnerable".

En este estudio, el equipo del doctor McGavern trabajó con investigadores en un laboratorio dirigido por Menna R. Clatworthy, de laUniversidad de Cambridge, para observar qué tipos de células inmunes residen en las capas externas de las meninges de ratones. y humanos. Lo que descubrieron fue bastante sorprendente: había muchas células inmunitarias previamente educadas para producir anticuerpos contra microbios específicos. Estas células productoras de anticuerpos, llamadas células IgA, se encuentran típicamente en otras barreras como las membranas mucosas del árbol bronquial de los pulmones y el intestino.

"Este hallazgo fue completamente inesperado -reconoce McGavern--. Antes de nuestro estudio, no se había demostrado que las células IgA residieran en la duramadre en condiciones de estado estacionario".

En comparación con los ratones de control normales, los investigadores observaron que los ratones libres de gérmenes, que no tienen su propio microbioma, casi no tenían células IgA en sus meninges. Luego reconstituyeron el intestino de estos ratones con microbios que no podían moverse a otra parte y demostraron que la red de células IgA meníngeas estaba completamente restaurada. Esto no ocurrió cuando la piel de ratones libres de gérmenes se reconstituyó con diferentes microbios, lo que sugiere que las bacterias en el intestino eran importantes para educar a las células IgA meníngeas.

El siguiente paso fue confirmar aún más el origen intestinal de las células en las meninges observando las secuencias de ADN de IgA. Es probable que haya millones de secuencias diferentes de IgA en todo el cuerpo listas para detectar una amplia gama de amenazas. Cuando dos de estas secuencias coinciden, sugiere que las dos células que se comparan se originaron en la misma fuente.

Cuando los investigadores compararon las secuencias de ADN de las células IgA que se encuentran en las meninges con las tomadas de un segmento muy corto del intestino, encontraron una superposición de más del 20 por ciento entre las dos, mucho mayor de lo que sería posible mediante el azar.

"Es realmente notable que en una porción tan pequeña de intestino veamos una superposición tan grande con las células de las meninges --destaca McGavern--. Estos datos proporcionan una evidencia más convincente de que el cerebro está protegido por células inmunitarias que se educan en el intestino".

Al igual que en el cerebro, el revestimiento del intestino está sellado para evitar que su contenido se filtre al cuerpo. Cuando se rompe el revestimiento del intestino, se produce una inflamación y activación significativas del sistema inmunológico. Cuando los investigadores rompieron intencionalmente el intestino en este estudio, vieron una respuesta significativa en las meninges para defenderse de la presencia de microbios en la sangre.

Los investigadores también analizaron el papel que juegan las células IgA en la protección del cerebro contra infecciones conocidas al inyectar una versión fluorescente de un hongo que, en condiciones normales, conduce a una fuerte respuesta de las células IgA en las meninges que atrapa el hongo de manera similar a las bacterias. Sin embargo, en ratones que ya no tenían células IgA debido a la manipulación genética o la aplicación de un fármaco agotante en el cráneo (de modo que solo se vieron afectadas las células IgA meníngeas), el hongo encontró su camino hacia el tejido cerebral, lo que tuvo consecuencias fatales en todos los ratones tratados.

"Simplemente eliminando las células IgA de las meninges y sin afectar a ninguna otra célula inmunitaria, este hongo pasó de ser un patógeno controlado a causar una infección cerebral mortal --apunta McGavern--. Esto muestra claramente la importancia de la respuesta inmune local".

El Dequipo continuó explicando que las células secretoras de anticuerpos en estos senos no esperan a que la infección se active, sino que constantemente bombean anticuerpos en previsión de patógenos extraños. Este proceso "siempre activo" es otro medio por el cual el sistema inmunológico protege esta región altamente sensible.

Cuando los ratones fueron tratados con antibióticos, hubo una disminución en la cantidad de células IgA en las meninges, lo que sugiere que el agotamiento de los microbios en el cuerpo, incluso por un período corto de tiempo, disminuye la capacidad del sistema inmunológico para responder a la infección. Del mismo modo, se esperaría que los cambios en el microbioma, por ejemplo, debido a un cambio en la dieta regional, afectaran la composición de las células IgA a medida que el sistema se adapta continuamente.

El trabajo futuro en el laboratorio de McGavern se centrará en los mecanismos que permitan la educación continua y la reeducación de las células IgA en las meninges.

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