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SALUD. Un nuevo estudio revela la función de las células pulmonares en la inmunidad pulmonar

 


Los hallazgos tienen implicaciones para comprender, prevenir y tratar múltiples enfermedades pulmonares.

La inmunidad pulmonar es esencial para combatir todas las enfermedades pulmonares, incluidas COVID-19 , neumonía, cáncer de pulmón, asma y EPOC. La inmunidad pulmonar difiere de la inmunidad sistémica, que es el foco normal de las investigaciones e intervenciones biomédicas, pero los factores que influyen en el establecimiento y la regulación de la inmunidad pulmonar aún se desconocen en su mayoría. Ahora, un nuevo estudio revela el papel de las células pulmonares en la orientación del sistema inmunológico.

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston (BUSM) han descubierto que el control de la inmunidad en los pulmones se logra mediante células que recubren los espacios de aire, las células epiteliales, utilizando una molécula especializada que se enfrenta al sistema inmunológico, MHC-II. Este MHC-II epitelial es esencial para localizar y programar células inmunes altamente especializadas llamadas linfocitos T de memoria residente (TRM) dentro de los pulmones.

“Las células epiteliales en el pulmón generalmente se visualizan como soporte de las funciones respiratorias, mientras que se entiende que el MHC-II conecta las células inmunes a las células inmunes, por lo que el hallazgo de que el MHC-II en las células epiteliales del pulmón les dice a las células TRM adónde ir y qué hacer en el pulmón es nuevo e inesperado ”, explicó el autor correspondiente Joseph Mizgerd, ScD, profesor de medicina, microbiología y bioquímica en BUSM.

Al analizar las células epiteliales pulmonares de modelos humanos y experimentales, los investigadores descubrieron que todos los diferentes tipos de células epiteliales examinadas expresan MHC-II y aumentan su expresión durante las infecciones. La única función conocida del MHC-II es educar a las células inmunitarias llamadas células T CD4 +. 

En los cultivos celulares, las células epiteliales pulmonares podrían usar esta molécula para decirles a las células T qué hacer, de modo que puedan responder adecuadamente a los microbios que podrían causar una infección. Interrumpir solo MHC-II solo en las células epiteliales pulmonares condujo a números y tipos y lugares aberrantes de células T CD4 + en los pulmones, pero no en la sangre, revelando que estas células pulmonares específicas eran responsables de dirigir la inmunidad pulmonar.

“Nuestro estudio sugiere que las células epiteliales pulmonares son similares a los guardianes que tienen la tarea de instruir adecuadamente las ubicaciones de los puestos avanzados de células CD4 TRM y su capacidad para combatir infecciones futuras. Dado que las células TRM, más allá de sus funciones protectoras en la neumonía, desempeñan funciones clave en la lucha contra el cáncer y en la provocación del asma, nuestros hallazgos tienen mayores implicaciones en la comprensión, prevención y tratamiento de múltiples enfermedades pulmonares ”, dijo el primer autor Anukul Shenoy, PhD, científico postdoctoral en Centro Pulmonar de BUSM.

Además de mostrar que las células epiteliales pulmonares usan MHC-II para organizar el sistema inmunológico en el pulmón, el estudio también revela dos hallazgos inesperados que surgieron del descubrimiento principal. Primero, que otras moléculas que se enfrentan al sistema inmunológico dependen del MHC-II para llegar a la superficie celular donde pueden interactuar con otras células para realizar su instrucción inmunológica. 

En segundo lugar, que la falta de MHC-II en las células epiteliales del pulmón provoca cambios en el sistema inmunológico local del pulmón que reflejan un resultado poco común pero grave de las terapias contra el cáncer dirigidas al sistema inmunitario (“terapias con inhibidores de puntos de control”). Esto llevó al descubrimiento de que un objetivo molecular de estos tratamientos contra el cáncer es una de las moléculas que dependen del MHC-II para llegar a la superficie celular.

Los investigadores prevén que las intervenciones (tanto preventivas como correctivas) pueden diseñarse para aprovechar la capacidad de las células epiteliales pulmonares para modular la inmunidad pulmonar. 

"De esa manera, podríamos utilizar las propias células epiteliales pulmonares de los pacientes para activar las funciones protectoras de las células TRM durante la neumonía y / o cánceres, al tiempo que podríamos cerrar sus funciones patológicas durante el asma, según se considere necesario", dijo Shenoy. 

Estos hallazgos aparecen en línea en la revista  Nature Communications 

Fuente: “Antigen presentation by lung epithelial cells directs CD4+ TRM cell function and regulates barrier immunity” by Anukul T. Shenoy, Carolina Lyon De Ana, Emad I. Arafa, Isabelle Salwig, Kimberly A. Barker, Filiz T. Korkmaz, Aditya Ramanujan, Neelou S. Etesami, Alicia M. Soucy, Ian M. C. Martin, Brian R. Tilton, Anne Hinds, Wesley N. Goltry, Hasmeena Kathuria, Thomas Braun, Matthew R. Jones, Lee J. Quinton, Anna C. Belkina and Joseph P. Mizgerd, 5 October 2021, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-021-26045-w

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