Un vistazo a cómo se prepara el sistema inmunológico para combatir las infecciones

Publicado 15/02/2019 6:59:44CET
GETTY IMAGES/ISTOCKPHOTO / ERAXION

MADRID, 15 Feb. (EUROPA PRESS) -

Mediante el uso de sofisticadas técnicas de secuenciación de genes, investigadores del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt (VUMC, por sus siglas en inglés) y el Centro de Supercomputación de San Diego, ambas entidades en Estados Unidos, han logrado echar un primer vistazo a cómo se prepara el sistema inmunológico del cuerpo para combatir las infecciones.

Sus hallazgos, publicados esta semana en la revista 'Nature', podrían ayudar al desarrollo del "diseño racional de vacunas", así como a mejorar la detección, el tratamiento y la prevención de enfermedades autoinmunes, enfermedades infecciosas y cáncer.

"Debido a los recientes avances tecnológicos, ahora tenemos una oportunidad sin precedentes para aprovechar el poder del sistema inmunitario humano para transformar fundamentalmente la salud humana", destaca en un comunicado de prensa Wayne Koff, director ejecutivo del Proyecto de Vacunas Humanas, que dirigió el esfuerzo de investigación.

El estudio se centró en los glóbulos blancos que producen anticuerpos llamados células B. Estas células tienen receptores en forma de Y que, como una antena microscópica, pueden detectar una enorme variedad de gérmenes y otros invasores extraños. Lo hacen seleccionando y uniendo aleatoriamente secuencias únicas de nucleótidos (bloques de construcción de ADN) conocidos como "clonotipos" de receptores. De esta manera, un pequeño número de genes puede conducir a una increíble diversidad de receptores, lo que permite que el sistema inmunitario reconozca casi cualquier patógeno nuevo.

Comprender exactamente cómo funciona este proceso ha sido desalentador. "Antes de la era actual, las personas asumían que sería imposible realizar un proyecto de este tipo porque el sistema inmunológico es teóricamente muy grande", afirma el doctor James Crowe Jr., director del Centro de Vacunas Vanderbilt y autor principal del trabajo. "Este nuevo documento muestra que es posible definir una gran parte --apunta Crowe--, porque el tamaño del repertorio de receptores de células B de cada persona es inesperadamente pequeño".

Los investigadores aislaron glóbulos blancos de tres adultos, y luego clonaron y secuenciaron hasta 40.000 millones de células B para determinar sus clonotipos. También secuenciaron los receptores de células B de la sangre del cordón umbilical de tres bebés. Esta profundidad de secuencia nunca se había logrado antes, según los autores.

Lo que encontraron fue una frecuencia sorprendentemente alta de clonotipos compartidos. "La superposición en las secuencias de anticuerpos entre los individuos fue inesperadamente alta --explica Crowe--, incluso mostrando algunas secuencias de anticuerpos idénticas entre adultos y bebés en el momento del nacimiento". Comprender este punto en común es clave para identificar anticuerpos que puedan ser objetivos de vacunas y tratamientos que funcionen de manera más universal en todas las poblaciones.

AMPLIAR EL ESTUDIO A OTRAS ÁREAS DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO

El Proyecto de Vacunas Humanas es una asociación público-privada sin fines de lucro de centros de investigación académica, industria, organizaciones sin fines de lucro y agencias gubernamentales centradas en la investigación para promover vacunas e inmunoterapias de próxima generación. Este estudio fue parte de su Programa de Inmunomas Humanos, cuyo objetivo es descifrar las bases genéticas del sistema inmunológico.

Como parte de un consorcio único creado por el Proyecto de Vacunas Humanas, el Centro de Supercomputación de San Diego aplicó su considerable poder de computación para trabajar con los múltiples terabytes de datos. Un principio central del proyecto es la fusión de biomedicina y computación avanzada.

"El Proyecto de Vacunas Humanas nos permite estudiar problemas a una escala mayor de lo que normalmente sería posible en un solo laboratorio y también reúne a grupos que normalmente no colaboran", afirma Robert Sinkovits, quien dirige los esfuerzos de aplicaciones científicas en el Centro Supercomputador de San Diego.

Se está realizando un trabajo de colaboración para ampliar este estudio para secuenciar otras áreas del sistema inmunológico, las células B de personas mayores y de diversas partes del mundo, y aplicar algoritmos basados ??en inteligencia artificial para ampliar los conjuntos de datos de las minas para obtener información.

Los científicos esperan que el continuo interrogatorio del sistema inmunológico lleve al desarrollo de vacunas e inmunoterapias más seguras y bien dirigidas que funcionen en todas las poblaciones. "Decodificar el sistema inmunológico humano es fundamental para enfrentarnos a los desafíos globales de las enfermedades infecciosas y no transmisibles, desde el cáncer hasta el Alzheimer y la influenza pandémica", dice Koff.

Y agrega: "Este estudio marca un paso clave hacia la comprensión de cómo funciona el sistema inmunológico humano, preparando el escenario para el desarrollo de productos de salud de próxima generación a través de la convergencia de la genómica y las tecnologías de monitorización inmune con aprendizaje automático e inteligencia artificial".