Publicado 06/03/2020 7:05:50 +01:00CET

Un nuevo sistema de defensa celular utiliza señuelos para protegerse de las toxinas

Imágenes de microscopía electrónica muestran 'exosomas' (en amarillo) absorbiendo toxinas (en púrpura) liberadas por bacterias (en azul), que están tratando de matar una célula pulmonar humana (en verde).
Imágenes de microscopía electrónica muestran 'exosomas' (en amarillo) absorbiendo toxinas (en púrpura) liberadas por bacterias (en azul), que están tratando de matar una célula pulmonar humana (en verde). - NATURE

   MADRID, 6 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Científicos de la Escuela de Medicina Grossman, de la Universidad de Nueva York (NYU), han encontrado un mecanismo de "señuelo" en las células humanas y animales para protegerlas de las toxinas potencialmente peligrosas liberadas por invasores externos, como las bacterias, según publican en la revista 'Nature'.

   Los investigadores han descubierto que las células expuestas a las bacterias liberan pequeños paquetes recubiertos de proteínas llamados exosomas, que actúan como señuelos para unirse a las toxinas bacterianas, incluidas las producidas por MRSA ('Staphylococcus aureus' resistente a la meticilina), una bacteria que se ha vuelto resistente a muchos antibióticos, o 'Corynebacterium diphtheriae' (la bacteria responsable de la difteria altamente contagiosa).

   Los investigadores dicen que esta "absorción" de toxinas neutraliza su acción y ayuda a mantener las células seguras. Si se las dejara moverse libremente, las toxinas normalmente se unirían a las membranas externas de las células, creando agujeros y matando las células.

   El nuevo estudio ha mostrado que las células expuestas a bacterias murieron por sí solas pero solo vivían cuando estaban presentes exosomas que absorben toxinas.

   Los investigadores dicen que sus últimos hallazgos muestran que este sistema de defensa celular es común entre los mamíferos, incluidos los humanos, y puede ayudar a explicar por qué hasta un quinto de los estadounidenses tienen bacterias MRSA basadas en la comunidad en su cuerpo y muy pocas, no más de 1 en 10.000, mueren de infección por ella.

   "Los exosomas actúan de manera muy parecida a una esponja, evitando que las toxinas ataquen a la célula por un tiempo, mientras que las toxinas que no están acorraladas se excavan a través de las membranas celulares", explica el investigador del estudio Ken Cadwell.

   "Este mecanismo de defensa también le da algo de tiempo a otras defensas inmunes ampliamente reconocidas, como las células T que atacan a las bacterias o los anticuerpos, para activar y combatir la infección directamente", agrega Cadwell, profesor asociado del NYU Langone Health y su Instituto Skirball Institute de Medicina Biomolecular.

   Cadwell apunta que muchos patógenos portadores de enfermedades, como bacterias y virus, inicialmente atacan las membranas externas de las células, por lo que el equipo de la NYU planea investigar si existen exosomas genéricos similares a "esponjas" y tomar medidas defensivas en otras infecciones.

   Según el coinvestigador principal del estudio, Victor J. Torres, profesor asociado de microbiología en NYU Langone, los resultados del equipo no sólo añaden conocimiento sobre las defensas de los mamíferos contra las infecciones, sino que también sugieren nuevas estrategias para fortalecer el sistema inmunológico, ya sea inyectando vesículas artificiales similares a los exosomas en el cuerpo para absorber las toxinas o impulsando la producción de exosomas para aumentar las defensas del cuerpo.

   Los investigadores de la NYU basaron sus últimos experimentos en su trabajo anterior que muestra cómo las toxinas bacterianas se unen a las células durante una infección. Se comprobó que una proteína específica llamada ATG16L1 siempre estuvo presente en las células que vivieron más tiempo o sobrevivieron a la infección. Sin embargo, las células que carecían de ATG16L1 murieron por infección.

   ATG16L1, dicen, es una proteína autofágica conocida, que actúa como un componente clave en las moléculas involucradas en la envoltura de los desechos celulares para que pueda descomponerse y eliminarse. Los investigadores dicen que la acción de los exosomas fuera de las células "refleja" esta vía de eliminación de desechos de autofagia / ATG16L1 observada dentro de las células.

   Para el nuevo estudio, los investigadores inyectaron MRSA en ratones sanos y duplicaron cuánto tiempo y cuántos ratones vivieron fortificando a los animales con inyecciones de exosomas extraídos de ratones infectados con la misma bacteria. Todos los ratones inyectados con MRSA murieron.

   En otros experimentos en ratones y células humanas, cuando la producción de exosomas se bloqueó química y / o genéticamente, todas las células murieron, lo que demuestra a los investigadores el papel fundamental que desempeñan estos exosomas en la supervivencia celular.