Exactamente cómo comienza y progresa el asma sigue siendo un misterio, pero un equipo dirigido por investigadores del Hospital Brigham and Women's y el Broad Institute of MIT y Harvard ha descubierto una clave molecular fundamental que el sistema nervioso utiliza para comunicarse con el sistema inmunitario, ypotencialmente puede desencadenar una inflamación pulmonar alérgica que conduce al asma. Sus ideas sobre esta diafonía neuroinmune se publican en Naturaleza .
"Nuestros hallazgos nos ayudan a comprender cómo el sistema nervioso se está comunicando con el sistema inmune y las consecuencias del mismo", dijo el coautor principal Vijay Kuchroo, PhD, científico senior de BWH y miembro asociado del Broad Institute.Kuchroo también es profesor de neurología de Samuel L. Wasserstrom en la Facultad de Medicina de Harvard y director fundador del Centro Evergrande para Enfermedades Inmunológicas de la Facultad de Medicina de Harvard y el Hospital Brigham and Women's. "Lo que estamos viendo es que las neuronas en los pulmones se activany producen moléculas que convierten las células inmunes de ser protectoras a inflamatorias, promoviendo reacciones alérgicas "
El equipo de investigación - dirigido por Patrick Burkett, MD, PhD, un neumólogo e investigador en el Brigham, Antonia Wallrapp del Centro Evergrande, Samantha Riesenfeld, PhD, del Observatorio de Células Klarman KCO en el Broad Institute, MonikaKowalczyk, de KCO, miembro del instituto Broad Core y director de KCO, Aviv Regev, PhD y Kuchroo, examinaron detenidamente las células linfoides innatas ILC residentes en los pulmones, un tipo de célula inmune que puede desempeñar un papel en el mantenimiento de un entorno estable y barreraen los pulmones, pero también puede promover el desarrollo de inflamación alérgica.Utilizando una técnica conocida como secuenciación de ARN unicelular, el equipo exploró más de 65,000 células individuales que existen en condiciones normales o inflamatorias, buscando genes que fueran más activos en unoestado o subpoblación versus otra.
"Al encuestar a miles de células individuales, pudimos definir el paisaje transcripcional de las ILC residentes en los pulmones, observando cambios en subpoblaciones discretas", dijo Kowalczyk.
"Para comprender realmente el enigma que es la alergia y el asma, necesitamos examinar de cerca cada una de las piezas individualmente y comprender cómo encajan en un ecosistema de células", dijo Regev. "Eso es lo que el análisis unicelular le permite hacer.Y cuando miras esto de cerca, descubres que las piezas que creías que eran bastante similares son sutiles pero profundamente diferentes. Luego comienzas a ver a dónde va cada pieza realmente ".
Entre muchos genes distintivos que encontraron, uno en particular se destacó: Nmur1, un receptor para el neuropéptido NMU. En experimentos de laboratorio y modelo animal, el equipo confirmó que la señalización de NMU puede amplificar significativamente la inflamación alérgica cuando los niveles altos de alarmas - moléculasse sabe que desencadenan respuestas inmunes, están presentes.
El equipo también observó que las ILC se ubicaron junto con las fibras nerviosas en el pulmón. Las neuronas en el pulmón pueden inducir contracciones del músculo liso que se manifiestan como tos y sibilancias, dos síntomas centrales del asma.
"La tos es algo regulado y controlado por el sistema nervioso, por lo que es intrigante que nuestros hallazgos apunten a un papel para la NMU, que puede inducir tanto la contracción como la inflamación del músculo liso", dijo Burkett.
Curiosamente, dos documentos de Nature adicionales publicados simultáneamente con el estudio del equipo de Regev y Kuchroo revelaron que las células ILC2 en el intestino también expresan Nmur1, adquieren un estado inflamatorio cuando se exponen a NMU y viven cerca de las células nerviosas productoras de NMU.
"Anticipamos que la vía NMU-NMUR1 también jugará un papel crítico en la amplificación de las reacciones alérgicas en el intestino y promoverá el desarrollo de alergias alimentarias", dijo Kuchroo.
Además de descubrir una nueva vía neuroinmune que conduce a la inflamación, el equipo también espera que sus hallazgos conduzcan a nuevas ideas terapéuticas sobre cómo prevenir o tratar el asma alérgica.
"Es posible que hayamos identificado una forma de bloquear la inflamación alérgica pulmonar mediante el control de los receptores de neuropéptidos", dijo Riesenfeld. "Este trabajo representa una visión mecanicista que podría conducir al desarrollo de un nuevo enfoque terapéutico para prevenir el asma".
"Todas las formas de alergia e inflamación implican interacciones complejas entre muchas células y tejidos", agregó Regev. "Trabajar en colaboración para identificar y catalogar a todos estos diversos jugadores y escuchar lo que se dicen entre sí puede enseñarnos cosas sorprendentes sobre cómo las alergiastrabajar y mostrarnos nuevas oportunidades para intervenir "
El apoyo para este estudio fue proporcionado por la Food Allergy Science Initiative FASI; la Klarman Family Foundation; el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas; el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre; el Instituto Médico Howard Hughes; y otrosfuentes.
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Materiales proporcionados por Hospital Brigham y de mujeres . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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