Investigadores de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) y la Universidad de Kiel (CAU) han examinado la función del sistema inmunitario en un animal de ramificación temprana: la anémona de mar. Descubrieron que el sistema inmunitario de estos animales puede distinguir selectivamente entre diferentes microorganismos, protegiendo a las bacterias beneficiosas de las dañinas, una capacidad que hasta ahora solo se había atribuido a los vertebrados. Los llamados “nematosomas” desempeñan un papel importante en este proceso.
El sistema inmunitario innato se considera la primera línea de defensa contra los patógenos. Según la creencia popular, reacciona de inmediato, pero en gran medida de forma inespecífica, ante los microorganismos infecciosos. Por el contrario, el sistema inmunitario adaptativo de los vertebrados puede distinguir entre bacterias beneficiosas y dañinas. Esto se debe a que solo el sistema inmunitario adaptativo posee anticuerpos y células de memoria entrenadas mediante el contacto con patógenos a lo largo de la vida del animal.
En el estudio publicado en Nature Communications, un equipo de investigación liderado por el Dr. Sebastian Fraune del Instituto de Zoología e Interacciones Organísmicas de la Universidad Hebrea de Huazhong (HHU), en colaboración con colegas de la Universidad de Kiel (CAU), determinó que esta perspectiva necesita ser actualizada. Los investigadores demostraron que incluso la anémona marina Nematostella vectensis —un animal que representa una rama temprana en la evolución animal— puede distinguir selectivamente entre microorganismos, a pesar de poseer únicamente un sistema inmunitario innato.
El estudio se centró en los cuerpos multicelulares móviles dentro de la anémona de mar, denominados nematosomas. Los investigadores demostraron que estas estructuras engullen y descomponen preferentemente las bacterias no nativas, preservando en gran medida las bacterias que pertenecen naturalmente a la anémona y la benefician: su microbioma. De esta manera, los nematosomas contribuyen a mantener una comunidad microbiana estable y saludable.
El gen cJun desempeña un papel fundamental en el control de la función de los nematosomas. Mediante la herramienta de edición genética CRISPR/Cas, los investigadores desactivaron este gen. Las anémonas de mar modificadas produjeron significativamente menos nematosomas y perdieron la capacidad de distinguir con precisión entre bacterias no nativas y sus propias bacterias. Esto provocó un desequilibrio en la microbiota y los animales se volvieron más susceptibles a las infecciones bacterianas.
La Dra. Nida Kaya es la autora principal del estudio, y esta investigación fue el eje central de su tesis doctoral. “Nuestros hallazgos demuestran que la identificación selectiva de microorganismos no es un privilegio exclusivo del sistema inmunitario adaptativo. De hecho, incluso los invertebrados poseen mecanismos sofisticados para favorecer el desarrollo de microorganismos beneficiosos y controlar selectivamente las bacterias potencialmente dañinas”.
Fraune afirmó: “La capacidad de identificar microorganismos de forma selectiva probablemente sea mucho más antigua de lo que se creía hasta ahora y se desarrolló tempranamente en la evolución de estos animales. Este estudio aporta nuevos e importantes hallazgos sobre los orígenes evolutivos del sistema inmunitario. Demuestra cómo los animales han mantenido un equilibrio entre microorganismos beneficiosos y patógenos durante cientos de millones de años”.
El estudio ofrece nuevas perspectivas para la investigación del sistema inmunitario innato y su desarrollo evolutivo. Al mismo tiempo, plantea la cuestión del alcance de las capacidades de dicho sistema. La anémona de mar constituye un buen modelo para descifrar principios fundamentales de la inmunobiología que podrían haberse conservado en muchos grupos animales hasta nuestros días.
Fraune afirmó: “La denominada memoria inmunológica de los invertebrados resulta particularmente interesante en este contexto. Una vez que han entrado en contacto con ciertos patógenos, parecen ser capaces de responder con mayor rapidez o eficacia a contactos repetidos, incluso sin un sistema inmunitario adaptativo. Este fenómeno se conoce como “inmunidad entrenada” o memoria inmunitaria innata”.
Los nematosomas descritos en el estudio representan un sistema modelo prometedor para examinar los mecanismos celulares y moleculares de estos efectos de memoria. Dado que las células pueden diferenciar entre cepas bacterianas estrechamente relacionadas y su actividad está controlada por cJun, futuras investigaciones podrán centrarse en las vías de señalización que subyacen a un mejor reconocimiento de los microorganismos.
Fuente: Phys.org.
