El sistema inmunitario protege nuestro cuerpo del ataque constante de virus, bacterias y otros patógenos. Gran parte de esta protección es proporcionada por las células inmunes hematopoyéticas, que se derivan de la médula ósea y se especializan en la lucha contra los patógenos. Incluyen macrófagos, que eliminanpatógenos, células T, que matan las células productoras de virus infectados, y células B que producen anticuerpos que neutralizan a los patógenos. Sin embargo, las funciones inmunes no están restringidas a estos "especialistas", y muchos más tipos de células pueden detectar cuándo están infectados y contribuyena la respuesta inmune contra los patógenos.
Las células estructurales proporcionan bloques de construcción esenciales del cuerpo y juegan un papel importante en la configuración de la estructura de los tejidos y órganos. En particular, las células epiteliales constituyen la superficie de la piel, al tiempo que separan los tejidos y órganos entre sí; las células endoteliales se recubrenel interior de todos los vasos sanguíneos, y los fibroblastos proporcionan el tejido conectivo que mantiene los tejidos y órganos en forma. Las células estructurales a menudo se consideran componentes simples y poco interesantes del cuerpo, a pesar de su papel bien establecido en enfermedades autoinmunes como la artritis reumatoidey enfermedad inflamatoria intestinal y en el cáncer. En su nuevo estudio, Thomas Krausgruber, Nikolaus Fortelny y sus colegas en el laboratorio de Christoph Bock en CeMM se centraron en dilucidar el papel de las células estructurales en la regulación inmune mediante la realización de un análisis sistemático de todo el genoma de la epigenética yregulación transcripcional de células estructurales en el cuerpo.
Con ese fin, los investigadores de CeMM establecieron un catálogo integral de actividad de genes inmunes en células estructurales, aplicando tecnología de secuenciación de alto rendimiento RNA-seq, ATAC-seq, ChIPmentation a tres tipos de células estructurales epitelio, endotelio, fibroblastos de doce órganos diferentes de ratones sanos. Este conjunto de datos descubrió la expresión generalizada de genes inmunes en células estructurales, así como patrones de regulación génica altamente específicos para cada tipo de célula y órgano. El análisis bioinformático detectó genes que controlan una compleja red de interacciones entrecélulas estructurales y células inmunes hematopoyéticas, lo que indica posibles mecanismos por los cuales las células estructurales contribuyen a la respuesta a los patógenos.
Curiosamente, muchos genes inmunes mostraron firmas epigenéticas que normalmente se asocian con una alta expresión génica, mientras que la expresión observada en células estructurales obtenidas de ratones sanos fue menor de lo esperado en función de sus firmas epigenéticas. Los investigadores de CeMM por lo tanto hipotetizaron que estos genes son epigenéticamente pre-programado para una regulación ascendente rápida cuando se necesita su actividad, por ejemplo, en respuesta a un patógeno. Para probar esta hipótesis, unieron fuerzas con el laboratorio de Andreas Bergthaler en CeMM, aprovechando su experiencia en inmunología viral y biología de infecciones.
Cuando los ratones se infectaron con un virus LCMV que desencadena una respuesta inmune amplia, muchos de esos genes que estaban preparados para la activación epigenéticamente se regulan positivamente y contribuyen a los cambios transcripcionales que las células estructurales mostraron en respuesta a la infección viral. Estos resultadossugieren que las células estructurales implementan un "potencial epigenético" que las programa previamente para participar en respuestas inmunes rápidas. Como una validación adicional, los investigadores activaron una respuesta inmune artificial al inyectar citocinas en ratones, y de hecho descubrieron que muchos de los mismos genesfueron upregulated.
El nuevo estudio ha descubierto una sorprendente complejidad de la regulación de genes inmunes en las células estructurales. Estos resultados resaltan que las células estructurales no solo son componentes esenciales del cuerpo, sino que también contribuyen ampliamente a su defensa contra los patógenos. Además, los datos presentados constituyenes un primer paso importante para comprender qué podría significar la "inmunidad estructural" para el sistema inmunitario, y puede ayudar a desarrollar terapias innovadoras para algunas de las muchas enfermedades que involucran al sistema inmunitario.
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Materiales proporcionado por Centro de Investigación CeMM para Medicina Molecular de la Academia de Ciencias de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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