Un modelo de cultivo de células humanas de las células inmunes más importantes del pulmón, los macrófagos alveolares, ayudó a lograr un hallazgo clave que está impulsando a los investigadores a repensar el papel de otra proteína inmune en las enfermedades infecciosas. La investigación fue publicada recientemente en la revista Naturaleza.
Los macrófagos alveolares se encuentran en lo profundo de los pulmones, donde eliminan bacterias, virus y otros patógenos dañinos. Recolectar estas células especializadas de donantes para estudiarlas en detalle requiere métodos invasivos, costosos y que requieren mucho tiempo. Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Texas (Texas Biomed) desarrollaron una forma innovadora de generar más fácilmente células humanas “similares a macrófagos alveolares (AML)” en el laboratorio que imitan estos macrófagos únicos de manera casi idéntica. Publicaron sobre AML el año pasado.
El modelo ya está contribuyendo a la investigación biomédica mundial.
Colaboración internacional
En los recientes Naturaleza En el estudio, se utilizaron células de AML junto con otros modelos celulares y extensos estudios genéticos humanos para obtener nuevos conocimientos sobre una proteína de señalización inmunitaria llamada factor de necrosis tumoral (TNF) y su papel en la tuberculosis (TB). El estudio internacional altamente colaborativo fue dirigido por investigadores de la Universidad Rockefeller en Nueva York; el Laboratorio de Genética Humana de Enfermedades Infecciosas de París, Francia; y la Universidad de Antioquia UdeA en Medellín, Colombia.
“Es emocionante ver a científicos de todo el mundo comenzar a utilizar el modelo AML en su trabajo y ver cómo puede ayudar a revelar mecanismos subyacentes del sistema inmunológico que podrían cambiar la forma en que tratamos las enfermedades infecciosas”, dijo Larry Schlesinger, MD, Texas Biomed. Profesor y presidente/CEO, que desarrolló conjuntamente el modelo ALD con la científica Susanta Pahari, Ph.D.
Experimentos clave
Durante mucho tiempo se ha pensado que el TNF es esencial para proteger a los humanos y a una amplia variedad de otras especies de la infección. En el estudio actual, los investigadores encontraron que el TNF es realmente crítico para proteger contra la tuberculosis, pero no contra otras enfermedades infecciosas. Esto se evidencia en extensos análisis genéticos de dos primos en Columbia que no tienen TNF funcional y han vivido hasta los 20 y 30 años con tuberculosis recurrente, pero que por lo demás están bastante sanos y no tienen otras enfermedades importantes.
Los experimentos que utilizaron el modelo AML, junto con otros modelos celulares, ayudaron a confirmar exactamente por qué es así. Específicamente, el TNF es responsable de desencadenar la liberación de moléculas llamadas especies reactivas de oxígeno (ROS) dentro de los macrófagos alveolares para ayudar a eliminar micobacteria tuberculosisla bacteria que causa la tuberculosis. Cuando el TNF está ausente o bloqueado, no se libera ROS y las bacterias pueden propagarse a los pulmones.
A Naturaleza El artículo “News and Views” que acompaña al artículo señala que el proyecto “representa una amplia combinación de investigación clínica y funcional que plantea nuevas preguntas”.
Por ejemplo, tal vez las funciones que se han atribuido al TNF estén siendo desempeñadas por otras moléculas y podrían servir como nuevos objetivos de tratamiento para los trastornos inflamatorios, afirma un comunicado de prensa de Rockefeller.
“Como científicos, queremos hacer descubrimientos, pero igualmente satisfactorio es desarrollar una herramienta que permita a otros lograr sus propios avances y tener un impacto aún más amplio en la salud humana”, afirmó el Dr. Pahari.
La diferencia entre la lucha contra el lavado de dinero
Históricamente, los investigadores necesitarían recolectar macrófagos alveolares de los donantes mediante lavados pulmonares invasivos y que requerían mucho tiempo. Se han desarrollado otros modelos de macrófagos, pero carecen de ciertas características exclusivas de los macrófagos alveolares. El modelo AML resuelve ambos problemas comenzando con una simple extracción de sangre de los donantes. Los monocitos sanguíneos, un tipo de célula inmunitaria, se combinan con ingredientes que imitan el entorno pulmonar en una placa de cultivo celular. En el transcurso de una semana, los monocitos se transforman en células muy parecidas a los macrófagos alveolares que luego pueden usarse en estudios como este. Estas células de AML se están evaluando actualmente en modelos de pulmón en chip más complejos y los ingredientes especializados se están probando con células madre para generar una cantidad aún mayor de AML.
El protocolo paso a paso para generar células de AML en el laboratorio se publicó en STAR Protocols en junio.
Fuente:
Referencia de la revista:
Arias, AA, et al. (2024). Tuberculosis en adultos por lo demás sanos con deficiencia hereditaria de TNF. Naturaleza. doi.org/10.1038/s41586-024-07866-3.
