Análisis de sangre para conocer el historial de infecciones de una persona
Los investigadores estudian los sensores del sistema inmunitario
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¿Con qué infecciones ha estado ya en contacto? En el futuro, un simple análisis de sangre podría ser todo lo que necesita para responder a esa pregunta. Investigadores de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) y la Universitätsklinikum Erlangen se proponen investigar los sensores que utiliza el sistema inmunitario para identificar patógenos. El proyecto recibirá una financiación de aproximadamente 1,5 millones de euros del Ministerio Federal de Investigación, Tecnología y Espacio (BMFTR) a lo largo de los próximos cuatro años.
El proyecto se centra en los linfocitos T. Estas células participan en el sistema inmunitario y actúan como tropas de defensa: Están entrenadas para reconocer moléculas extrañas, por ejemplo de un determinado patógeno. Si encuentran una, dan la voz de alarma, se multiplican y combaten al intruso.
Sin embargo, las células T están altamente especializadas: Cada ser humano tiene aproximadamente 100 millones de tipos diferentes. Y cada uno de estos tipos busca una señal de alarma diferente. Algunas se activan, por ejemplo, cuando encuentran una molécula de un virus de la gripe. Otros, por ejemplo, pueden ser estimulados por una determinada proteína de la superficie de los virus de la rubéola.
Los receptores se unen al patógeno
Estas respuestas son desencadenadas por sensores situados en la superficie de los linfocitos T: los receptores de células T. Reaccionan ante indicadores moleculares específicos que pueden tener un aspecto muy diferente según el tipo de receptor. "A estos indicadores los llamamos antígenos", explica el Prof. Dr. Kilian Schober, del Instituto de Microbiología - Microbiología Clínica, Inmunología e Higiene (director: Prof. Dr. Christian Bogdan) de la Uniklinikum Erlangen, cuyo grupo de investigación recibe financiación. "Los receptores de células T pueden unirse a antígenos, pero sólo si coinciden exactamente, como una llave con una cerradura".
Normalmente, cuando eso ocurre, las células T empiezan a dividirse rápidamente. Esto crea todo un arsenal de células idénticas, o clones. Como todas tienen el mismo receptor de células T que la célula madre, también pueden reconocer el antígeno correspondiente. La mayoría de ellas perecen tras combatir con éxito la infección. Sin embargo, algunas de ellas, conocidas como células T de memoria, sobreviven. Garantizan que el sistema inmunitario hará frente mejor a este patógeno específico en el futuro.
Las infecciones dejan huellas duraderas en el sistema inmunitario
"Cada infección deja una huella en el sistema inmunitario", subraya Schober. "Por ejemplo, si has tenido gripe alguna vez, tendrás más células T cuyos receptores coincidan con los antígenos del virus de la gripe que alguien que no la haya tenido". Bajo esta premisa, debería ser posible determinar con qué patógenos ha estado en contacto una persona a lo largo de su vida comprobando qué células T circulan por su torrente sanguíneo. Esto también proporcionaría una indicación de a qué patógenos se puede esperar que sean inmunes.
Sin embargo, este potencial diagnóstico no se aprovecha plenamente en la actualidad. El proyecto INTRA-SEQ debería cambiar esta situación. Las siglas significan "Diagnóstico de infecciones mediante análisis y secuenciación de receptores de células T". Es una descripción bastante exacta de los objetivos de los investigadores: Esperan determinar qué receptores se multiplican en el caso de qué infecciones. Esperan que un pequeño pinchazo baste para obtener una visión general de todo el historial de infecciones y el estado inmunitario de un individuo. El principio básico es similar a los procedimientos serológicos establecidos basados en anticuerpos, aunque éstos generalmente sólo se utilizan para un patógeno a la vez.
¿Cuáles son las similitudes entre los receptores de células T de las personas que han padecido determinadas enfermedades?
Se trata de una tarea compleja: Existen grandes diferencias entre los receptores de células T de distintas personas. Además, una infección no conduce a la reproducción de un clon específico de células T. Por el contrario, cada agente patógeno tiene cientos o miles de rasgos distintivos diferentes y puede desencadenar la multiplicación de otras tantas células T con los receptores correspondientes. "Sin embargo, la exposición a determinados patógenos hace que muchas personas desarrollen clones de células T similares o incluso idénticos", explica Schober. Esto crea un patrón, una "huella inmunológica", que es muy individual en lo que se refiere a los detalles, pero que puede dar indicaciones reproducibles de qué patógenos ha encontrado una persona en el pasado.
Por ello, los investigadores estudiarán a personas que hayan sufrido una infección por determinados patógenos a lo largo de su vida. La comparación de los receptores de sus células T permitirá a los investigadores identificar características comunes específicas de esos patógenos concretos. Los investigadores utilizarán algoritmos extraídos del campo del aprendizaje automático. "De este modo, esperamos crear bibliotecas de receptores de células T que sean típicos de determinadas enfermedades", afirma Schober.
Colaboración entre varios hospitales e institutos
Los investigadores se centran en primer lugar en los virus que pueden provocar complicaciones en el embarazo, por ejemplo el patógeno de la rubéola. El objetivo es, por ejemplo, determinar si las embarazadas siguen teniendo suficiente inmunidad de una vacuna anterior contra la rubéola analizando las células T. "Al mismo tiempo, nuestros datos contribuirán a recopilar una base de datos global de secuencias de receptores de células T relacionadas con patógenos conocidos", explica Schober. "En el futuro, una sola prueba podría bastar para ilustrar el historial de infección de un individuo a lo largo de su vida".
Estos objetivos sólo pueden alcanzarse combinando los conocimientos de especialistas de diversas disciplinas. Por ello, el proyecto INTRA-SEQ implica la colaboración entre el Instituto de Microbiología, el Instituto de Virología (Prof. Dr. Klaus Überla, Dr. Philipp Steininger), el Departamento de Medicina 3 - Reumatología e Inmunología (Prof. Dr. Thomas Harrer) y el Departamento de Obstetricia y Ginecología (Prof. Dr. Matthias Beckmann, PD Dr. Michael Schneider).
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