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Descubierto un mecanismo de defensa celular frente a infecciones víricas y bacterianas

Grupo de investigación del IDIBAPS y de la UB, formado por Marta Bosch, Albert Pol, Alba Fajardo y Frederic Morales Paytuví. Foto: Francisco Avia

Grupo de investigación del IDIBAPS y de la UB, formado por Marta Bosch, Albert Pol, Alba Fajardo y Frederic Morales Paytuví. Foto: Francisco Avia

16/10/2020

Un estudio publicado en la revista Science y coordinado por investigadores del IDIBAPS y de la Universidad de Barcelona describe un mecanismo de defensa inmunológica desconocido hasta ahora. Se trata de una estrategia orquestada por los cuerpos lipídicos (CL), orgánulos celulares capaces de atraer y eliminar los patógenos invasores.

La investigación se ha llevado a cabo en el marco de un proyecto internacional financiado por el Human Frontier Science Program. En él han participado investigadores de España, Estados Unidos, Australia y Brasil, con la colaboración de los científicos del CNIC y del IIBB-CSIC. Han coordinado el estudio Albert Pol, profesor de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la UB y profesor ICREA en el IDIBAPS, donde dirige el equipo Tráfico de Lípidos y Enfermedades, y Robert G. Parton, del Instituto de Biociencias Moleculares de la Universidad de Queensland. Los primeros autores del artículo son Marta Bosch, investigadora del equipo IDIBAPS mencionado, y Miguel Sánchez Álvarez, del grupo de Mecanoadaptación y Biología de Caveolas del CNIC.

Los CL son los orgánulos donde nuestras células acumulan nutrientes que, en forma de grasa, les proporcionan la energía necesaria para que puedan cumplir su cometido. Por ejemplo, los CL proporcionan la energía para que el corazón pueda latir, para que el hígado haga su función metabólica o para que el músculo se mueva. «El cuerpo lipídico es como la despensa de las células, donde acumulamos el alimento que utilizaremos más adelante. Eso sucede en todas las células eucariotas, desde las de las levaduras o los insectos hasta las de las plantas o los mamíferos», explica Albert Pol.

Cuando los virus o las bacterias infectan la célula huésped, necesitan gran cantidad de nutrientes para multiplicarse, y para conseguirlos se dirigen al CL. En el estudio publicado en Science, los investigadores han demostrado que, en respuesta a la infección, los CL organizan complejos de proteínas antibióticas y antivirales que actúan de forma cooperativa para combatir el patógeno y eliminarlo. Se trata de un mecanismo que funcionaría en todas las células del cuerpo, no solo en células especializadas del sistema inmunológico como los macrófagos. El hecho de que también se haya observado en insectos sugiere la importancia de esta estrategia de defensa durante la evolución de nuestra inmunidad innata.

 

La clave de la inmunidad innata de las células

Los investigadores han demostrado que, para protegerse de la infección, las células colocan gran cantidad de proteínas antibióticas y antivirales en los CL. En total, comparando la superficie del CL en células normales y en células infectadas, el estudio ha identificado cuatrocientas candidatas que realizarían la función de proteger los CL cuando entran en contacto con el patógeno. «En este estudio nos hemos centrado en seis de esas proteínas y hemos demostrado que realmente protegen durante la infección de diferentes tipos de bacterias», precisa Marta Bosch.

«La concentración de estas proteínas antibióticas y antivirales en un único compartimento del interior de la célula permite crear sinergias al tiempo que reducir su toxicidad, y que el resto de la maquinaria celular funcione con normalidad», añade Miguel Sánchez Álvarez.

Además, el estudio demuestra que esta estrategia permite una respuesta de amplio espectro, es decir, hay un gran número de antibióticos y antivirales con distintos mecanismos de acción. También permite generar mecanismos cooperativos para atacar la infección: «Se establecen sinergias entre las proteínas para que, por ejemplo, una rompa la membrana del patógeno y la otra destruya su material genómico», explican los autores.

«Este estudio supone un cambio de paradigma, ya que hasta ahora se pensaba que los CL estaban al servicio de los virus o la bacterias durante la infección», señala Albert Pol. «En vista de la resistencia generalizada a los antibióticos actuales, este estudio ha descifrado un importante mecanismo de defensa que podría aprovecharse en el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para frenar las infecciones», concluye.

Referencia del artículo:

M. Bosch et al. «Mammalian lipid droplets are innate immune hubs integrating cell metabolism and host defense». Science 16 octubre de 2020: Vol. 370, Issue 6514, eaay8085. DOI: 10.1126/science.aay8085

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