lunes, 3 de octubre de 2011

El sistema inmune
La infección del cuerpo humano por microorganismos patógenos, como bacterias, virus, parásitos u hongos provoca la
la respuesta inmune. Se presenta en un proceso de dos etapas: la inmunidad innata se detiene la infección y la inmunidad adaptativa porteriormente la identifica. Créditos: Nobel Foundation.

1. La inmunidad innata. Componentes de los microorganismos se unen a receptores Toll situados en muchas células en el cuerpo, este activa la inmunidad innata, que conduce a la inflamación y la destrucción de los microorganismos invasores. La inmunidad adaptativa. Las células dendríticas activan los linfocitos T, que inician la inmunidad adaptativa. Una cascada de reacciones inmunitarias, que continua con la formación de anticuerpos y las células asesinas. Créditos: Nobel Foundation.


La búsqueda a los guardianes de la respuesta inmune por el cual el hombre y otros animales se defienden contra el ataque de bacterias y otros microorganismos es reconocido este año. Bruce Beutler y Jules Hoffmann descubrieron que las proteínas del receptor pueden reconocer estos microorganismos y activar la inmunidad innata, el primer paso en la respuesta inmune del cuerpo. Ralph Steinman descubrió las células dendríticas del sistema inmune y su capacidad única para activar y regular la inmunidad adaptativa, son la última etapa de la respuesta inmune durante el cual los microorganismos son eliminados del cuerpo.

Los descubrimientos de los tres premios Nobel han revelado cómo las fases innata y adaptativa de la respuesta inmune son activadas y por lo tanto proporcionan nuevos conocimientos sobre mecanismos de la enfermedad. Su trabajo ha abierto nuevas vías para el desarrollo de la prevención y tratamiento contra las infecciones, cáncer y enfermedades inflamatorias.

Dos líneas de defensa en el sistema inmunológico

Vivimos en un mundo hasta cierto punto peligroso. Microorganismos patógenos (como bacterias, virus, hongos y parásitos) nos amenazan continuamente, pero estamos equipados con mecanismos de defensa poderosa. La primera línea de defensa, la inmunidad innata, puede destruir los microorganismos invasores y desencadenan la inflamación que contribuye al bloqueo de su ataque. Si los microorganismos descomponen esta línea de defensa, la inmunidad adaptativa es llamada a la acción. Con sus células T y B, que producen los anticuerpos y los anticuerpos destruyen las células infectadas. Después de combatir con éxito la infección, nuestro sistema inmune adaptativo mantiene una memoria inmunológica que permite una movilización más rápida y poderosa de las fuerzas de defensa la próxima vez que ocurra un ataque del mismo microorganismo. Estas dos líneas de defensa del sistema inmunológico no sólo proporcionan una buena protección contra las infecciones, sino que también representan un riesgo. Si el umbral de activación es demasiado bajo o si las moléculas endógenas pueden activar el sistema, la enfermedad inflamatoria puede seguir.

Los componentes del sistema inmunológico han sido identificados, paso a paso durante el siglo 20. Gracias a una serie de descubrimientos que merecieron el Premio Nobel, sabemos, por ejemplo, cómo los anticuerpos se construyen y cómo las células T reconocen sustancias extrañas. Sin embargo, hasta que el trabajo de Beutler, Hoffmann y Steinman, los mecanismos de activación de la inmunidad innata y la mediación de la comunicación entre la inmunidad innata y adaptativa dejaron de ser enigmáticas.

El descubrimiento de los sensores de la inmunidad innata

Jules Hoffman hizo su descubrimiento pionero en 1996, cuando él y sus colaboradores investigaron cómo las moscas de la fruta combatían las infecciones. Tenían acceso a las moscas con mutaciones en varios genes diferentes, incluyendo Toll, un gen que antes se consideraban implicado en el desarrollo embrionario por Christiane Nüsslein-Volhard (Premio Nobel 1995). Cuando Hoffmann infectó a su mosca de la fruta con bacterias u hongos, descubrió que los mutantes de Toll murieron porque no pudieron organizar una defensa eficaz. También fue capaz de llegar a la conclusión de que el producto del gen Toll estuvo involucrado en la detección de microorganismos patógenos y la activación que se necesitaba para la defensa exitosa contra ellos.

Bruce Beutler estaba buscando a un receptor que podría obligar a los productos bacterianos, lipopolisacáridos (LPS), que pueden causar un shock séptico, una condición potencialmente mortal que involucra a la sobreestimulación del sistema inmunológico. En 1998, Beutler y sus colegas descubrieron que los ratones resistentes a la LPS tenían una mutación en un gen que es muy similar al del gen Toll de la mosca de la fruta. Este receptor tipo Toll (TLR) resultó ser el elusivo receptor de LPS. Cuando se une LPS, se activan las señales que causan la inflamación y, cuando las dosis de LPS son fuertes, sucede el shock séptico. Estos resultados demuestran que los mamíferos y moscas de la fruta utilizaban moléculas similares para activar la inmunidad innata cuando se enfrentan a los microorganismos patógenos. Los sensores de la inmunidad innata habían sido finalmente descubiertos.

Los descubrimientos de Hoffmann y Beutler provocarnon una explosión de investigaciones en la inmunidad innata. Alrededor de una docena de diferentes TLRs han sido identificados en humanos y ratones. Cada uno de ellos reconoce ciertos tipos de moléculas comunes en los microorganismos. Los individuos con ciertas mutaciones en estos receptores tienen un riesgo mayor de contraer infecciones, mientras que otras variantes genéticas de TLR se asocian con un mayor riesgo para las enfermedades inflamatorias crónicas.

Un nuevo tipo de células que controla la inmunidad adaptativa

Ralph Steinman descubrió, en 1973, un nuevo tipo de células que llamó la células dendríticas. Especulo que podrían ser importante en el sistema inmunológico y probó si las células dendríticas podrían activar las células T, un tipo de célula que tiene un papel clave en la inmunidad adaptativa y desarrollaba una memoria inmunológica frente a muchas sustancias diferentes. En experimentos con cultivos celulares, mostró que la presencia de las células dendríticas daban como resultado respuestas vívidas de las células T a dichas sustancias. Estos resultados fueron recibidos con escepticismo, pero trabajos posteriores de Steinman demostraron que las células dendríticas tienen una capacidad única de activar las células T.

Posteriores estudios de Steinman y otros científicos llegaron a abordar la cuestión de cómo el sistema inmune adaptativo decide si debe o no ser activado cuando se enfrentan a diversas sustancias. Las señales que surgen de la respuesta inmune innata y detectadas por las células dendríticas, mostraban el control de la activación de células T. Esto hace posible que el sistema inmunológico reaccione a los microorganismos patógenos y evite un ataque a la propia moléculas endógenas del organismo.

Desde la investigación fundamental al uso médico

Los descubrimientos por los que se les otorga el Premio Nobel de 2011 ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la activación y regulación de nuestro sistema inmunológico. Ellos han hecho posible el desarrollo de nuevos métodos para la prevención y tratamiento de la enfermedad, por ejemplo, con la mejora de vacunas contra las infecciones y en un intento por estimular el sistema inmunológico para atacar los tumores. Estos descubrimientos también nos ayudan a entender por qué el sistema inmunológico puede atacar a nuestros propios tejidos, proporcionando así pistas para el tratamiento de la novela de las enfermedades inflamatorias.

Sobre los ganadores

Bruce A. Beutler nació en 1957 en Chicago, EE.UU. Recibió su doctorado de la Universidad de Chicago en 1981 y trabajó como científico en la Universidad Rockefeller en Nueva York y la Universidad de Texas en Dallas, donde descubrió el receptor de LPS. Desde el año 2000 ha sido profesor de genética e inmunología en el Instituto de Investigación Scripps, La Jolla, EE.UU..

Julio A. Hoffmann nació en Echternach, Luxemburgo en 1941. Estudió en la Universidad de Estrasburgo en Francia, donde obtuvo su doctorado en 1969. Después de un entrenamiento postdoctoral en la Universidad de Marburg, Alemania, regresó a Estrasburgo, donde dirigió un laboratorio de investigación desde 1974 hasta 2009. También se ha desempeñado como director del Instituto de Biología Celular y Molecular de Estrasburgo, y durante el período 2007-2008 como presidente de la Academia Nacional Francesa de las Ciencias.

Ralph M. Steinman nació en 1943 en Montreal, Canadá, donde estudió biología y química en la Universidad McGill. Después de estudiar medicina en la Harvard Medical School en Boston, MA, EE.UU., recibió su doctorado en 1968. Él ha estado afiliada a la Universidad Rockefeller en Nueva York desde 1970, ha sido profesor de inmunología en esta institución desde 1988, y es también director del Centro de Inmunología y enfermedades inmunes. Falleció el pasado 30 de septiembre debido a cáncer de páncreas.

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