Descobert un nou mecanisme de defensa cel·lular contra infeccions víriques i bacterianes
Un estudi publicat a la revista Science i coordinat per investigadors de lʼIDIBAPS i de la Universitat de Barcelona descriu un nou mecanisme de defensa immunològica desconegut fins ara. Es tracta dʼuna estratègia orquestrada pels cossos lipídics (CL), uns orgànuls cel·lulars capaços dʼatreure i eliminar els patògens invasors.
Un estudi publicat a la revista Science i coordinat per investigadors de lʼIDIBAPS i de la Universitat de Barcelona descriu un nou mecanisme de defensa immunològica desconegut fins ara. Es tracta dʼuna estratègia orquestrada pels cossos lipídics (CL), uns orgànuls cel·lulars capaços dʼatreure i eliminar els patògens invasors.
La recerca sʼha dut a terme en el marc dʼun projecte internacional finançat pel Human Frontier Science Program. Hi han participat investigadors dʼEspanya, els Estats Units, Austràlia i el Brasil, amb la col·laboració de científics del Centre Nacional dʼInvestigacions Cardiovasculars Carlos III (CNIC) i de lʼInstitut dʼInvestigacions Biomèdiques de Barcelona (IIBB-CSIC). Lʼestudi lʼhan coordinat Albert Pol, professor associat de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la UB i professor ICREA a lʼIDIBAPS, on dirigeix lʼequip Tràfic de Lípids i Malalties, i Robert G. Parton, de lʼInstitut de Biociències Moleculars de la Universitat de Queensland. Els primers autors de lʼarticle són Marta Bosch, investigadora del grup de lʼIDIBAPS esmentat, i Miguel Sánchez-Álvarez, del grup de Mecanoadaptació i Biologia de Cavèoles del CNIC.
Els CL són els orgànuls on les nostres cèl·lules acumulen nutrients que, en forma de greix, proporcionen lʼenergia necessària perquè puguin desenvolupar la seva funció. Per exemple, els CL proporcionen lʼenergia perquè el cor pugui bategar, perquè el fetge faci la seva funció metabòlica o perquè els músculs es moguin. «El cos lipídic és com el rebost de les cèl·lules, on acumulem lʼaliment que utilitzarem més endavant. Això succeeix en totes les cèl·lules eucariotes, des de les dels llevats o els insectes fins a les de les plantes o els mamífers», explica Albert Pol.
Quan els virus o els bacteris infecten la cèl·lula hoste, necessiten gran quantitat de nutrients per multiplicar-se, i per aconseguir-los es dirigeixen al CL. En lʼestudi publicat a Science, els investigadors han demostrat que, en resposta a la infecció, els CL organitzen complexos de proteïnes antibiòtiques i antivirals que actuen de manera cooperativa per combatre el patogen i eliminar-lo. Es tracta dʼun mecanisme que funcionaria en totes les cèl·lules del cos, no només en cèl·lules especialitzades del sistema immunològic com els macròfags. El fet que també sʼhagi observat en insectes suggereix la importància dʼaquesta estratègia de defensa durant lʼevolució de la nostra immunitat innata.
La clau de la immunitat innata de les cèl·lules
Els investigadors han demostrat que, per protegir-se de la infecció, les cèl·lules col·loquen gran quantitat de proteïnes antibiòtiques i antivirals en els CL. En total, comparant la superfície del CL en cèl·lules normals i en cèl·lules infectades, lʼestudi ha identificat 400 candidates que farien la funció de protecció dels CL quan entren en contacte amb el patogen. «En aquest estudi ens hem centrat en sis dʼaquestes proteïnes i hem demostrat que realment protegeixen durant la infecció de diferents tipus de bacteris», explica Marta Bosch.
«La concentració dʼaquestes proteïnes antibiòtiques i antivirals en un únic compartiment de lʼinterior de la cèl·lula permet crear sinergies i alhora reduir-ne la toxicitat, i que la resta de la maquinària cel·lular funcioni amb normalitat», assenyala Miguel Sánchez Álvarez.
A més, lʼestudi demostra que aquesta estratègia permet una resposta dʼampli espectre, és a dir, que produeix un gran nombre dʼantibiòtics i antivirals amb diferents mecanismes dʼacció. També permet generar mecanismes cooperatius per atacar la infecció. «Sʼestableixen sinergies entre les proteïnes perquè, per exemple, una trenqui la membrana del patogen i lʼaltra en destrueixi el material genòmic», expliquen els autors.
«Aquest estudi suposa un canvi de paradigma, ja que fins ara es pensava que els CL estaven al servei dels virus o dels bacteris durant la infecció», assenyala Albert Pol. «En vista de la resistència generalitzada als antibiòtics actuals, aquest estudi ha desxifrat un important mecanisme de defensa que es podria aprofitar per desenvolupar noves estratègies terapèutiques per frenar les infeccions», conclou.
Referència de l'article:
M. Bosch et al. «Mammalian lipid droplets are innate immune hubs integrating cell metabolism and host defense». Science 16 d'octubre de 2020: Vol. 370, Issue 6514, eaay8085. DOI: 10.1126/science.aay8085