Después de la infección o la inmunización, todos los vertebrados con mandíbula generan proteínas llamadas anticuerpos que se unen a los patógenos, neutralizándolos. Las respuestas de anticuerpos robustas y duraderas en especies de sangre caliente, como los mamíferos, se producen en las microestructuras linfoides secundarias (SLM), con centros germinales (GC) en su núcleo.
Un estudio innovador, que antes se pensaba exclusivo de las especies endotérmicas, ha descubierto microestructuras linfoides secundarias (SLM) análogas altamente organizadas en vertebrados ectotérmicos, como los peces, lo que desafía la comprensión convencional de este componente inmunológico crucial.
En una hazaña convincente, un equipo internacional de científicos de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania, la Universidad de Nihon, el Instituto de Fisiología Evolutiva y Bioquímica I.M. Sechenov y la Universidad de Santiago de Compostela infectaron truchas con el parásito Ichthyophthirius multifiliis, lo que desencadenó una robusta respuesta secundaria de anticuerpos en peces óseos que se produce en SLM, similar a las funciones de los GC en animales de sangre caliente.
Ausencia de GC en animales de sangre fría
A pesar de la aparente ausencia de GC o SLM análogos en especies ectotérmicas, el estudio revela que los representantes vivos de los vertebrados de sangre fría pueden orquestar respuestas inmunitarias adaptativas robustas tras la infección o la inmunización. Surge la pregunta clave: ¿Cómo y dónde se inducen estas respuestas en ausencia de estructuras inmunitarias convencionales?
El descubrimiento: Centros de melanomacrófagos (MMC) y M-LA
Los investigadores infectaron truchas con Ich y observaron un fenómeno fascinante: la formación de grandes agregados de células B IgM+ y células T CD4+ altamente proliferantes. Estos agregados, denominados agregados linfoides asociados al centro de melanomacrófagos (M-LA), se encontraron contiguos a los centros de melanomacrófagos (MMC) en el bazo. Y lo que es más importante, estos M-LA contenían numerosas células B específicas de antígeno, lo que indica una respuesta inmunitaria localizada y organizada.
SLMs altamente policlonales en ectotermos
El análisis del repertorio de CDR3 de cadena pesada IgM dentro de las M-LA esplénicas reveló clones de células B altamente compartidos inducidos específicamente después de la infección por Ich. Estos M-LA representaban microestructuras linfoides secundarias altamente policlonales, análogas a los GC que se encuentran en las especies de sangre caliente. Los hallazgos sugieren que los ectotermos han evolucionado SLM organizados con funciones similares a las de GC, desafiando la comprensión convencional de las respuestas inmunes en vertebrados de sangre fría.
Mecanismos conservados y percepciones evolutivas
Las revelaciones del estudio van más allá de la mera existencia de SLMs en ectotermos. Apuntan a mecanismos primordialmente conservados por los cuales se desarrollan y funcionan los M-LA en especies de sangre fría y GC policlonales de mamíferos. La expresión de la citidina desaminasa inducida por la activación, la apoptosis significativa y la hipermutación somática prevalente de los genes Igμ en las células B asociadas a M-LA ponen de manifiesto los paralelismos con las respuestas inmunitarias de sangre caliente.
“Nuestros hallazgos desafían el dogma anterior de que los peces no contienen microambientes linfoides específicos donde se generan respuestas inmunes, al tiempo que revelan un tipo previamente desconocido de SLM en vertebrados con mandíbula”, dijo J. Oriol Sunyer, autor correspondiente del estudio y profesor de Inmunología en Penn Vet.
Aplicación en Acuicultura
Desde una perspectiva aplicada, estos hallazgos son fundamentales para generar vacunas más efectivas y basadas en el conocimiento para los peces. El manejo de enfermedades y los problemas de salud plantean obstáculos significativos para el desarrollo de la industria acuícola en los EE. UU. y en todo el mundo.
“Ahora que sabemos dónde y cómo se inducen las respuestas de anticuerpos en los peces, el estudio de M-LA identificará correlatos de activación y protección inmune que allanarán el camino para la detección y el desarrollo de vacunas y adyuvantes más efectivos y seguros para la industria acuícola”, agregó Sunyer.
Conclusión
El descubrimiento de SLM organizados en truchas, con funciones similares a las de los GC, desafía las creencias arraigadas sobre la trayectoria evolutiva del sistema inmune adaptativo. También proporciona información tentadora sobre la conservación de los mecanismos moleculares que gobiernan el desarrollo y la función de los GC en vertebrados ectotérmicos y endotérmicos.
Además, estos hallazgos subrayan la notable adaptabilidad del sistema inmunitario, capaz de desarrollar estrategias distintas pero efectivas para combatir patógenos en una amplia gama de especies. La presencia de SLM similares a GC en la trucha pone de relieve la unidad subyacente de los principios inmunológicos, incluso en medio de condiciones ambientales variables y adaptaciones fisiológicas.
Este estudio pionero abre un nuevo capítulo en nuestra comprensión del sistema inmune adaptativo, demostrando que la capacidad de estructuras inmunológicas organizadas trasciende los límites de la endotermia. Una mayor exploración de estos SLM ectotérmicos puede revelar nuevos conocimientos sobre los fundamentos evolutivos y los mecanismos moleculares que gobiernan las respuestas inmunitarias adaptativas en un espectro más amplio de organismos.
“Este descubrimiento tiene implicaciones de gran alcance para nuestra comprensión de la evolución del sistema inmunológico y sus aplicaciones potenciales en varios campos, desde la vacunación de peces hasta la medicina humana”, concluyó Sunyer.
La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, la Beca de Investigación en el Extranjero de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia KAKENHI y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China
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