Cuando una célula T inmune se divide en dos células hijas, la actividad de una enzima llamada mTORC1, que controla la producción de proteínas, se divide de manera desigual entre la progenie, produciendo dos células con diferentes propiedades. Tal "división asimétrica", descubierta por Johns Hopkins KimmelLos investigadores del Centro de Cáncer que usan células cultivadas en laboratorio y ratones especialmente criados podrían ofrecer nuevas formas de mejorar la inmunoterapia contra el cáncer y pueden tener otras implicaciones para estudiar cómo se diferencian las células madre.
Resultados de su estudio, descritos en la edición de junio de Inmunología de la naturaleza sugiere que la división desigual de mTORC1 reprograma las células hijas, de modo que una se convierte en una célula T asesina del sistema inmune activa, y la otra se convierte en una célula T de memoria que persiste, proporcionando una fuente constante de células T específicas de antígenoque puede reconocer amenazas como infecciones y células cancerosas y reactivar la respuesta inmune contra ellas.
Los experimentos de Powell y sus colegas en ratones mostraron que cuando una célula T "madre" que no es ingenua ante las amenazas inmunes se encuentra con dicha amenaza y se divide, una de sus células hijas hereda mucha más actividad de mTORC1 en comparación con la otra célula hija.La diferencia en los niveles de actividad de mTORC1 entre las dos células hijas varió, algunas fueron de 2 a 3 veces más y otras 10 veces más, dependiendo de la población de células estudiadas.
Esta distribución desigual, dice, parece reprogramar el uso de energía y otras actividades metabólicas de cada célula hija para que la hija de alta actividad continúe generando los asesinos activos del sistema inmunitario, llamados células T efectoras, mientras queactividad hija genera células T de memoria.
"Uno de los pasos críticos necesarios para mejorar la inmunoterapia contra el cáncer en general es encontrar formas de hacer que las células T antitumorales persistan o permanezcan más tiempo en el cuerpo", dice Jonathan Powell, MD, Ph.D., profesor de oncología enla Facultad de medicina de la Universidad Johns Hopkins y director asociado de su Instituto Bloomberg-Kimmel para la inmunoterapia del cáncer.
Para determinar la distribución desigual de mTORC1, los científicos activaron las células T de ratón con un antígeno inmunoestimulante específico un virus en este caso. Una vez activadas, las células T se dividieron y los científicos utilizaron anticuerpos para detectar la actividad de la enzima mTORC1 encada una de las células hijas. Luego, Powell y su equipo clasificaron las dos células hijas y examinaron su función inyectándolas en ratones que recibieron dos infecciones idénticas y rastrearon la actividad de las células. Se encontró que las células con altos niveles de actividad de mTORC1 eran potentesactivadas, células T asesinas / efectoras, mientras que las células con bajos niveles de mTORC1 se comportaron como células T de memoria, persistiendo durante largos períodos de tiempo y activándose rápidamente tras la reinfección.
Uno de los aspectos más significativos del descubrimiento, señalan los investigadores, es la posibilidad de que la división asimétrica de mTORC1 pueda extenderse a través de las células en muchos sistemas biológicos. Powell dice que es posible que el mecanismo pueda ayudar a explicar cómo las células madre se convierten en máscélulas especializadas en la médula ósea, por ejemplo, o cómo las células se diferencian entre sí para convertirse en células de cabello, piel, hígado o cerebro en un embrión en crecimiento. "Creemos que habrá implicaciones para la biología mucho más allá del sistema inmunológico", dice Powell.
Otros científicos de Johns Hopkins que contribuyeron a la investigación incluyen a Kristen N Pollizzi, Im-Hong Sun, Chirag H Patel, Ying-Chun Lo, Min-Hee Oh, Adam T Waickman, Ada J Tam, Richard L Blosser, Jiayu Wen,y Greg M. Delgoffe.
La financiación para el estudio fue proporcionada por los Institutos Nacionales de Salud AI072677, AI77610, AI091481, S10 OD016374, S10 RR024550.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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