Bajo un microscopio, las células T de pez cebra de 10 semanas (verdes) se congregan a lo largo de los bordes de la banda, formando un sistema inmunitario de malla en todo el cuerpo del animal. Por primera vez, investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison han visualizado el sistema inmunitario adaptativo de una especie no mamífera con un detalle asombroso. Tanner Robertson/Universidad de Wisconsin-Madison
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison proporciona una visión única en su tipo sobre el sistema inmunológico adaptativo de una especie no mamífera. Este avance tiene ramificaciones potenciales para una variedad de objetivos científicos, desde mejorar las vacunas de la vida silvestre hasta una mejor comprensión de los procesos básicos de las enfermedades y posiblemente la evolución de la inmunidad adaptativa en sí.
el Quédatepublicado recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences, rastrea el movimiento de las células inmunes a través del pez cebra con extraordinario detalle visual, revelando la rotación regular de las células alrededor de los cuerpos de las criaturas, un fenómeno no documentado previamente.
Al igual que muchos descubrimientos científicos, los investigadores originalmente no se propusieron hacerlo.
En la base de la cola del pez cebra adulto, llamada pedúnculo caudal, la red linfática teselada del animal brilla de color verde contra las escamas de color púrpura. Tanner Robertson/Universidad de Wisconsin-Madison
«Fue muy involuntario», dice. curtidor robertson, investigador postdoctoral en el Departamento de Microbiología Médica e Inmunología que dirigió el trabajo. Robertson es un inmunólogo que ha estudiado previamente enfermedades humanas utilizando modelos de ratones. Los ratones son un modelo útil en parte porque, como mamíferos, comparten la red de ganglios linfáticos de los humanos. Los órganos en forma de frijol desempeñan un papel importante en el sistema inmunitario adaptativo de los mamíferos. Este no es el caso de muchos otros animales, incluido el pez cebra.
«Una de las cosas que me confunde sobre el pez cebra es que proviene de un modelo de ratón», dice Robertson. «No tienen ganglios linfáticos, entonces, ¿cómo funcionan sus sistemas inmunológicos adaptativos?»
Casi todos los vertebrados tienen sistemas inmunitarios adaptativos formados por células especializadas y redes anatómicas que suprimen los patógenos. En los seres humanos y otros mamíferos, los ganglios linfáticos y los vasos linfáticos forman la infraestructura física a través de la cual las células T que combaten los patógenos y otras células inmunitarias atraviesan el cuerpo y cazan agentes infecciosos.
Por otro lado, mientras que las aves, los reptiles, los anfibios y los peces con mandíbula también tienen sistemas inmunitarios adaptativos, carecen de ganglios linfáticos para recolectar y transportar células inmunitarias por todo el cuerpo. Hasta ahora, la estructura de los sistemas de control de infecciones y cómo funcionan en los no mamíferos ha permanecido relativamente enigmática.
«Es difícil entender cómo podría funcionar su sistema inmunitario adaptativo en ausencia de ganglios linfáticos», dice Robertson, por lo que se dispuso a intentar hacer precisamente eso.
La microscopía de video en vivo muestra el movimiento coordinado y colectivo de las células T a través de una red linfoide intermedia de pez cebra. Tanner Robertson/Universidad de Wisconsin-Madison
La microscopía de video en vivo sigue el movimiento direccional de tres células T distintas dentro de una pequeña porción de una red linfoide en mosaico en un pez cebra. Tanner Robertson/Universidad de Wisconsin-Madison
Usando configuraciones de imágenes sofisticadas y peces cebra que habían sido modificados genéticamente para permanecer transparentes durante la edad adulta, Robertson y sus colegas pudieron rastrear las células inmunes que expresaban proteínas fluorescentes a medida que se movían a través del pez.
Lo que encontraron fue una red asombrosamente organizada de células inmunes. En particular, documentaron que las células T viajaban alrededor de los cuerpos de los peces cebra a través de los bolsillos que se forman entre las escamas de los peces. Dentro de estos bolsillos, las células fluorescentes aparecían como un patrón repetitivo en forma de diamante que reflejaba la forma de las propias escamas.
En la base de la cola del pez cebra adulto, las células T del animal brillan de color verde contra el rojo de sus vasos sanguíneos. Tanner Robertson/Universidad de Wisconsin-Madison
«Descubrimos que estas células pueden moverse en este proceso llamado migración masiva, que es una forma muy eficiente para que las células se muevan rápidamente», dice. anna huttenlicherprofesor de microbiología médica, inmunología y pediatría de la Universidad de Wisconsin-Madison, quien asesoró a Robertson en el estudio.
Estudios anteriores sugirieron que las células T en otros animales, incluidos los mamíferos, podrían migrar por todo el cuerpo de manera similar, pero los investigadores nunca han observado directamente este fenómeno.
«Hasta donde sabemos, la red que organiza las células T en un patrón repetitivo nunca se ha observado en ningún organismo», dice Huttenlocher.
Los investigadores encontraron que este tráfico regulado de células T funciona de manera similar a los ganglios linfáticos en los mamíferos. Cuando los peces se infectan, el comportamiento de las células T cambia para que sus movimientos se vuelvan más aleatorios mientras buscan antígenos en lugar de circular constantemente a través del cuerpo del pez cebra.
Si bien el nuevo estudio arroja algo de luz sobre cómo funcionan los sistemas inmunitarios adaptativos en el pez cebra, también presenta a los investigadores una serie de preguntas interesantes que abordar.
«Este es uno de esos proyectos en los que creo que hicimos más preguntas de las que respondimos», dice Robertson. «No sabemos si la red que hemos descrito aquí es algo que se encuentra en otros animales. Plantea una pregunta académica importante sobre la forma en que evolucionó el sistema inmunológico».
