Los "guardianes de la paz" inmunitarios enseñan al organismo qué alimentos son seguros

"Sabemos mucho sobre lo que el sistema inmunitario ve y hace cuando un paciente tiene una alergia, pero sabemos muy poco sobre lo que ocurre cuando las cosas van bien", afirma Elizabeth "Beth" Sattely, profesora asociada de ingeniería química en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Stanford y autora principal de un nuevo estudio que aborda esta cuestión en la revista Science Immunology.

Sattely y sus coautores revelaron que la tolerancia oral -una función activa del sistema inmunitario- implica el reconocimiento de proteínas específicas en fuentes alimentarias comunes como el maíz, la soja y el trigo, que señalan al sistema inmunitario que su consumo es seguro. Estos hallazgos abren nuevas vías terapéuticas para prevenir o eliminar las peligrosas alergias alimentarias.

Investigación activa

"Durante mucho tiempo, pensamos que la tolerancia alimentaria significaba simplemente que el sistema inmunitario ignoraba los alimentos que comemos, es decir, que la tolerancia es la ausencia de alergia", explicó Sattely. "Pero ahora sabemos que la tolerancia es un comportamiento activo y adaptativo. Ciertas células de nuestros intestinos examinan los alimentos que comemos en busca de proteínas específicas. Cuando las encuentran, las células indican al sistema inmunitario que el alimento es seguro".

Los buscadores se conocen como células T reguladoras o Tregs. Son los guardianes de la paz del sistema inmunitario, ya que escanean los alimentos en busca de estas proteínas clave y calman el sistema inmunitario cuando las encuentran, evitando así una reacción alérgica exagerada a un alimento que, de otro modo, sería seguro.

Sattely y su equipo, entre ellos los coautores Jamie Blum, antiguo becario posdoctoral en el laboratorio de Sattely, y Ryan Kong, estudiante de posgrado de ingeniería química en Stanford, cerraron la brecha en la comprensión al identificar fragmentos específicos de proteínas alimentarias -secuencias químicas cortas conocidas como epítopos- que se presentan a las células Treg del intestino y estimulan preferentemente una respuesta reguladora calmante, en lugar de las células T inflamatorias que producen las alergias.

Aunque los investigadores subrayan que por el momento han demostrado el trabajo en ratones de laboratorio, creen que pueden mapear éstas y otras entradas moleculares similares que podrían conducir a la tolerancia oral en humanos.

Enseñar tolerancia

Blum, Kong y Kazuki Nagashima, coautor del estudio, llevaron a cabo experimentos y análisis que permitieron al equipo identificar estos epítopos ligados a la tolerancia en dietas complejas, examinando la comida de los ratones en busca de ingredientes que coinciden con la dieta humana, concretamente maíz, trigo y soja. Creen que la tolerancia depende de unos pocos epítopos destacados -esas secciones más cortas de proteínas más grandes- que desencadenan la respuesta reguladora.

"Descubrimos que las células T reguladoras están más predispuestas hacia unos péptidos que hacia otros", explicó Sattely. "El sistema inmunitario no percibe todos los alimentos por igual. Las células T buscan estas proteínas específicas".

Este hallazgo implica que el sistema inmunitario aprende la tolerancia oral a partir de un conjunto limitado de señales moleculares. Los investigadores pueden prever la creación de una biblioteca de epítopos con sesgo tolerante que podría utilizarse para diseñar intervenciones que dirijan el sistema inmunitario hacia la tolerancia en lugar de hacia la alergia.

"Lo que realmente me sorprendió fue lo específico que es el mecanismo. En el caso del maíz, las células Treg se centran en un único epítopo que forma parte de una molécula mayor, la zeína, una proteína del interior carnoso del grano de maíz", señala Kong. "Teniendo en cuenta el enorme número de antígenos intestinales potenciales, fue sorprendente ver una respuesta tan selectiva".

Entender por qué el sistema inmunitario selecciona este péptido en particular, y no otros, podría enseñarnos más sobre cómo el organismo desarrolla de forma natural la tolerancia a los alimentos, añadió Kong. Este conocimiento, a su vez, podría utilizarse para ayudar a reprogramar el sistema inmunitario con el fin de prevenir o incluso tratar las alergias alimentarias.

Alimentos del futuro

"Uno de los hallazgos más interesantes es que el desarrollo de las células T específicas de la zeína depende del formato de la proteína en los alimentos y de la comunidad microbiana intestinal", explicó Blum, que ahora dirige su propio laboratorio en el Instituto Salk de Estudios Biológicos. "Ahora estamos trabajando para determinar los mecanismos biológicos exactos implicados".

Las posibles vías de investigación podrían ir en varias direcciones. Sattely puede prever la compilación de un mapa molecular de epítopos con sesgo de tolerancia para orientar el tratamiento y las estrategias terapéuticas que reduzcan las alergias alimentarias. De este modo, los péptidos que favorecen la tolerancia podrían servir como herramientas de precisión para inducir la acción de células T reguladoras calmantes en pacientes con alergias alimentarias. También imagina la posibilidad de una "vacuna" preventiva contra la tolerancia para las personas de alto riesgo.

"Podríamos tratar a un paciente con alergia alimentaria e inducirle estas células T reguladoras que le permitirían superar su alergia", explica. "O bien, podríamos diseñar exposiciones tempranas, en la infancia, que guiarían a los pacientes propensos a la alergia hacia la tolerancia, antes de que se desarrollen las alergias".

Sattely investiga la química de las plantas y sus efectos en la salud humana. Según ella, sus futuras investigaciones profundizarán en la química y la ingeniería de las proteínas alimentarias -especialmente las proteínas de semillas, que constituyen una gran parte de las fuentes proteínicas humanas- y comprobarán cómo su ajuste afecta a los resultados inmunológicos. A lo largo de esa trayectoria, el equipo planea explorar proteínas vegetales específicas y sintetizar versiones con los epítopos clave desactivados o eliminados para probar las respuestas inmunitarias, primero en ratones y, finalmente, en humanos.

"Por ahora, hemos aprendido que la tolerancia se define como algo más que la mera ausencia de alergia", resumió Sattely. "Es un programa específico de entrenamiento inmunitario guiado por péptidos que algún día podremos aprovechar para ayudar a la gente a comer sin miedo".