MADRID, 17 Nov. (EUROPA PRESS) -
La unidad de seguridad del cuerpo es más completa que cualquier punto de control. Por primera vez, científicos han sido testigos de una proteína del sistema inmune del ratón que identifica un fragmento de una bacteria invasora. La inspección es mucho más extensa de lo que los investigadores imaginaron: la proteína del sistema inmune, similar a la de los humanos, escanea la proteína bacteriana de seis maneras diferentes, asegurando la identificación correcta.
"Fue muy sorprendente --afirma la investigadora del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI, por sus siglas en inglés) Eva Nogales, bióloga estructural de la Universidad de California, Berkeley, Estados Unidos--. La proteína del sistema inmune usa muchas partes de proteínas, incluyendo algunas funciones previamente desconocidas".
Este descubrimiento, divulgado en un artículo publicado este jueves en 'Science', revela detalles de un proceso fundamental que el sistema inmune emplea para reconocer patógenos que han logrado acceder a las células. El trabajo también ayuda a explicar por qué es difícil para ciertas bacterias, como los patógenos humanos 'Salmonella', 'Pseudomonas' y 'Legionella', evadir la detección del sistema inmune.
Un esfuerzo internacional multidisciplinario permitió a los científicos presenciar de primera mano este sistema de detección de patógenos. El investigador del HHMI Russell Vance había estado estudiando la superfamilia NLR de las proteínas del sistema inmunitario, que las plantas y los animales usan para detectar patógenos que se han deslizado dentro de las células. Este experto quería ver una de esas proteínas, llamada NAIP5, mientras inspeccionaba trozos de proteína arrojados por la bacteria causante de la enfermedad, 'Legionella pneumophila'.
Estudios genéticos anteriores habían identificado a NAIP5 como un jugador importante en la resistencia del huésped a la 'Legionella', y el equipo de Vance deseaba examinarlo más de cerca. Así que una estudiante de su laboratorio, Jeannette Tenthorey, se asoció con una estudiante en el laboratorio de Nogales, Nicole Haloupek, que utilizó una técnica de imagen de vanguardia llamada microscopía crioelectrónica (cryo-EM) para visualizar las proteínas.
Con cryo-EM, los científicos mezclan una solución de proteínas, la congelan y luego la bombardean con un haz de electrones. Los electrones se dispersan a medida que golpean las proteínas y luego pasan a través de una lente a un detector. A partir de las imágenes resultantes, los investigadores pueden construir detalladas estructuras proteínicas tridimensionales.
AUTO-ENSAMBLAJE DE PROTEÍNAS
Otros científicos habían intentado anteriormente obtener imágenes de la proteína NAIP5 a medida que escudriñaba trozos de bacterias; pero las imágenes carecían de detalles importantes sobre qué partes de la proteína tocaban la bacteria. Para evitar este problema, Nogales y Vance aprovecharon la experiencia en modelado computacional de los investigadores del Instituto de Química-Física Rocasolano, en Madrid.
"Ver que estas proteínas se auto-ensamblan fue realmente hermoso y fascinante", dice Nogales. Los investigadores descubrieron que NAIP5 realiza una inspección en profundidad de fragmentos de los flagelos de las bacterias, los apéndices en forma de cola que muchas bacterias causantes de enfermedades usan para moverse. "Es una respuesta inmune muy efectiva --señala Vance, microbiólogo e inmunólogo, también en UC Berkeley--. Nos ayuda a entender por qué el patógeno no puede escapar simplemente por mutación".
Las bacterias no pueden simplemente esconderse del sistema inmune haciendo pequeños cambios a las proteínas del flagelo, explica. Y los cambios más grandes que podrían permitir que las bacterias evadan la detección podrían interferir con la locomoción.
El equipo probó la idea creando cepas mutantes de 'Legionella' e introduciéndolas a las proteínas del sistema inmunitario. Efectivamente, las mutaciones menores de una proteína de flagelo bacteriana no fueron suficientes para engañar a NAIP5; pero mutaciones más significativas interfirieron tanto con los flagelos, que la bacteria tuvo problemas para moverse.
La exploración intensiva del sistema inmune sugiere que es cuidadoso a la hora de identificar una amenaza antes de sacar la artillería pesada, dice Vance. Después de afanarse con el fragmento de la proteína bacteriana, la proteína del sistema inmune recluta una segunda proteína, formando un complejo llamado inflamasoma. La segunda proteína suena como una alarma de que la célula ha sido invadida, desencadenando eventos que culminan en una forma dramática de muerte celular.
"La célula literalmente se abre de golpe", dice Vance. Este dramático final, llamado piroptosis, es algo bueno si una bacteria está tratando de establecer su residencia en una célula, dice, pero la cadena de eventos puede provocar enfermedades si ocurre con demasiada frecuencia. Es por eso que es importante que el sistema inmunitario sea exhaustivo, y la respuesta es altamente específica para los flagelos de la bacteria, concluye.
