El sistema inmunológico es una red compleja de células y proteínas con un trabajo simple. Proteger el cuerpo de infecciones. Para hacer esto, las células deben reconocer y destruir virus o bacterias infectantes. Además, el sistema también debe mantener un registro de cada patógeno que ha derrotado para que pueda removilizarse rápidamente si se vuelve a infectar.

Un estudio en la revista. ciencia inmunología ahora muestra cómo dos subconjuntos de un tipo de célula inmunitaria, la célula T CD8, evolucionan para proporcionar protección inmunitaria a corto o largo plazo. El estudio se centra en un factor que controla esta rama del desarrollo: la interleucina-2 o IL-2.

Comprender cómo las células inmunitarias ingenuas se convierten en células de memoria de larga vida o que combaten eficazmente las infecciones es importante porque puede ayudarnos a comprender qué componentes de una respuesta compleja son necesarios para brindar protección contra la infección o el cáncer. También puede ayudar a comprender las disfunciones del sistema inmunitario o mejorar la inmunoterapia contra el cáncer. Las disfunciones incluyen enfermedades autoinmunes, en las que el sistema inmunitario ataca las propias células del cuerpo, y fatiga, en las que el sistema inmunitario pierde su capacidad para combatir una infección en curso o la capacidad para destruir un cáncer.

El autor principal del estudio Allan Zajac, Ph.D., y los coautores Shannon M. Kahan, Ph.D., y Rakesh K. Bakshi, Ph.D., todos del Departamento de Microbiología de la Universidad de Alabama en Birmingham, usaron modelos de ratón, para rastrear las características y los destinos de los dos subconjuntos de células T CD8, comenzando con el pico de su fase efectora, ocho días después de la infección viral aguda.

Las células T CD8 son un tipo de glóbulo blanco que puede convertirse en células T efectoras, también conocidas como células T citotóxicas o células T asesinas. Estas células pueden destruir células cancerosas o células infectadas con virus o bacterias. IL-2 es una citoquina, una de una gran familia de pequeñas proteínas de señalización que son liberadas por las células para enviar mensajes a otras células o actuar como una señal autocrina para la misma célula que produce la citoquina. Las células reciben la señal en la superficie celular, donde la citoquina se une a un receptor. El receptor transmite la señal dentro de la célula, lo que provoca cambios en la expresión génica y el fenotipo de la célula.

Los colegas de Zajac y UAB pudieron aislar y purificar células T CD8 de ratones en el pico de la fase efectora. Usando la clasificación de células activada por fluorescencia después de la estimulación celular con un antígeno viral, identificaron dos subgrupos de este grupo: una minoría de células T CD8 que producían IL-2 y una mayoría que no producía IL-2.

A corto plazo, los dos subconjuntos resultan sorprendentemente diferentes en términos de transiciones de desarrollo que conducen a decisiones de destino. Sin embargo, meses después se vuelven cada vez más iguales.

Las células que producían IL-2 evolucionaron como células de memoria inmunitaria. Adquirieron rasgos de memoria similares a los de la cepa, resistieron el agotamiento y preferentemente confirieron inmunidad protectora ante el desafío viral secundario. Contrariamente a la intuición, no respondieron a su propia IL-2, que actúa en el interior de la célula a través de un complejo llamado STAT5, o convertidor y activador de señales de transcripción. Aunque las células T CD8 productoras de IL-2 tenían niveles normales de proteínas receptoras de IL-2 en la superficie celular, el nivel de STAT5 fosforilado dentro de la célula, que es la forma activada de STAT5, se redujo considerablemente. Los investigadores plantearon la hipótesis de que varios mecanismos funcionan dentro de la célula que pueden ayudar a atenuar la capacidad de recibir señales STAT5 dependientes de IL-2, pero aún no se conoce la respuesta.

En contraste con las células productoras de IL-2, las células efectoras que no producen IL-2 respondieron a la señalización de IL-2 y luego adquirieron características efectoras a expensas de la formación de memoria.

Los investigadores de la UAB realizaron la secuenciación del ARN de los subconjuntos celulares durante la fase efectora, nueve días después de la infección, y mucho más tarde, durante la fase de memoria, unos 10 meses después de la infección. Los perfiles transcripcionales de las poblaciones efectoras productoras de IL-2 y no productoras de IL-2 eran únicos y distinguibles de sus homólogos de memoria. Sin embargo, en el momento de la memoria, las dos poblaciones estaban más estrechamente relacionadas en la expresión génica. Aunque mostraron diferentes propiedades durante la fase efectora, las células T CD8 productoras y no productoras de IL-2 parecieron converger con el aumento de la madurez de la memoria en poblaciones con las mismas capacidades de memoria para responder a una segunda infección viral o carga viral crónica.

«Esta bifurcación entre la capacidad de las células T CD8 productoras y no productoras de IL-2 para responder a la IL-2 vincula la competencia funcional con las decisiones de destino e implica a la IL-2 como un factor crítico de diferenciación», dijo Zajac. Zajac señala que los resultados más destacados de este estudio aún no se han confirmado en humanos y se limitan al análisis de las respuestas de las células T CD8 a un solo patógeno.

Los coautores con Zajac, Kahan y Bakshi en el estudio «La producción intrínseca de IL-2 por células efectoras CD8 T influye en la señalización de IL-2 y promueve las decisiones de destino, la terquedad y la protección» son Jennifer T. Ingram y R .Curtis Hendrickson y Elliot J. Lefkowitz, Departamento de Microbiología de la UAB; David K. Crossman, Departamento de Genética de la UAB; Laurie E. Harrington, División de Biología Celular, del Desarrollo e Integrativa de la UAB; y Casey T. Weaver, Departamento de Patología de la UAB. Todos estos departamentos de la UAB forman parte de la Escuela de Medicina Marnix E. Heersink.

El apoyo provino de las subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud AI049360, AI156290 y TR003096; y el Premio de la Sociedad Americana del Cáncer PF-16-150-01-LIB. Zajac es profesor en el Instituto de Microbiología.

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