Los investigadores biomédicos en Cedars-Sinai han identificado una enzima que se encuentra en todas las células humanas que alerta al cuerpo sobre las bacterias invasoras y activa el sistema inmunológico.
En su estudio, publicado en la revista médica revisada por pares Celda , los investigadores proporcionan pistas para desentrañar algunos de los misterios que rodean el sistema inmune humano, que defiende al cuerpo contra microbios dañinos como las bacterias.
El hallazgo ayuda a explicar cómo el sistema inmunitario "sabe" que ciertas bacterias son dañinas. También puede arrojar luz sobre por qué las afecciones de salud comunes como la obesidad, la diabetes tipo 2 y la enfermedad de las arterias coronarias a menudo van acompañadas de inflamación.
"Decodificar cómo funciona el sistema inmunitario es una de las líneas de investigación más urgentes en la investigación médica actual", dijo Shlomo Melmed, MD, decano de la facultad de medicina Cedars-Sinai, vicepresidenta ejecutiva de Asuntos Académicos y Helene A.y Philip E. Hixon, Distinguido Presidente de Medicina de Investigación. "Este estudio hace una importante contribución al campo de la inmunología y nos ayuda a comprender mejor los procesos de la enfermedad a medida que buscamos nuevos tratamientos para ayudar a nuestros pacientes".
En general, los científicos dividen el sistema inmune humano en dos partes. Una parte, llamada sistema inmune innato, permite el reconocimiento inmediato y directo de las bacterias invasoras. Impulsa a las células inmunes a matar, comer y degradar los microbios y también provoca inflamación paradefenderse de su ataque. Esta actividad alerta a la segunda línea de defensa del cuerpo, el sistema inmunitario adaptativo, que incluye la producción de anticuerpos.
El nuevo estudio Cedars-Sinai identifica una enzima metabólica que cumple una doble función como guardián del sistema inmune innato. Los investigadores encontraron que la hexoquinasa, una enzima común necesaria para que las células utilicen la glucosa como fuente de energía, se une aun azúcar en peptidoglicano, un compuesto químico en las paredes celulares de muchas bacterias dañinas. Esta acción de unión desencadena la activación de complejos de proteínas que dirigen fuertes respuestas inflamatorias contra las bacterias.
Aunque la investigación se realizó principalmente en células de ratones de laboratorio, los investigadores encontraron mecanismos similares que operan en células humanas.
"La hexoquinasa no es una proteína específica del sistema inmune", dijo David Underhill, PhD, profesor de Ciencias Biomédicas, científico investigador en el Instituto de Investigación de Inflamación Intestinal y de Inmunobiología de la Fundación F. Widjaja en Cedars-Sinai y el investigador principal del estudio."Todas las células tienen hexoquinasa. Se requiere para producir energía. El doble papel de esta enzima en el metabolismo y la inmunidad innata es sorprendente".
El descubrimiento de las dos funciones de la hexoquinasa tiene implicaciones de largo alcance. Puede ayudar a explicar por qué la inflamación crónica de bajo nivel a menudo se encuentra en pacientes con obesidad, diabetes tipo 2 y enfermedad de las arterias coronarias. Estas afecciones graves, que afectan a millones de estadounidenses, están entrelazados con el metabolismo, los procesos químicos mediante los cuales el cuerpo usa alimentos y otras sustancias para producir energía, crecer y sanar.
Para explorar un posible vínculo entre el metabolismo y la inflamación, los investigadores utilizaron medios químicos para alterar el metabolismo e interferir con la función de la hexoquinasa en las células de ratón en una placa de Petri. Descubrieron que esta interrupción era suficiente para activar los complejos de proteínas que combaten las bacterias.el mecanismo exacto no estaba claro, los datos sugieren una relación intrigante entre el metabolismo celular y la señalización inflamatoria.
"La observación de que la alteración de un proceso metabólico causa inflamación puede tener profundas implicaciones para enfermedades, como diabetes, obesidad, aterosclerosis y enfermedad inflamatoria intestinal", dijo Andrea Wolf, PhD, científica del proyecto en el laboratorio de Underhill y primer autor del estudio ".Ahora, continuamos nuestra investigación para que podamos aprender exactamente cómo la enzima activa la inflamación ".
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Materiales proporcionado por Centro médico Cedars-Sinai . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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