MADRID, 12 (EUROPA PRESS)
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El estudio ha demostrado que cuando las garrapatas se alimentan de la sangre de ratones infectados con la bacteria 'Borrelia burgdorferi', causante de la enfermedad de Lyme, una proteína del sistema inmunitario del ratón se une a receptores de la superficie celular de la garrapata y envía señales a los órganos para que se desarrollen más rápidamente, produciendo una respuesta inmunitaria mucho antes de que la propia bacteria pueda empezar a infectar a la garrapata.
El estudio, publicado en la revista 'Science', identifica una posible diana para vacunas o terapias contra garrapatas destinadas a prevenir la propagación de infecciones como la enfermedad de Lyme. Los hallazgos también aportan nuevos e importantes conocimientos sobre la evolución de las interdependencias biomoleculares entre especies y ponen de relieve, por primera vez, tanto la integración de la inmunidad y el desarrollo animal como la adaptabilidad de un antiguo sistema o vía de señalización celular que todas las células vegetales y animales utilizan para detectar su entorno y responder a él.
"Esta flexibilidad adaptativa de una vía de señalización celular conservada es sorprendente --explica Utpal Pal, autor principal del estudio y profesor de la Facultad de Medicina Veterinaria Virginia-Maryland en College Park--. Es sorprendente que esta vía que está presente en todo, desde las esponjas hasta los humanos, sea tan flexible que pueda adaptarse para aceptar un ligando (una molécula de unión) de otra especie distante. Esta herramienta que todo el mundo tiene se está utilizando de una forma que no imaginábamos", añade.
El hallazgo sugiere que otras vías de señalización celular pueden haber sido adaptadas para usos novedosos en otros organismos y apunta a una nueva área de la inmunología y la biología molecular madura para futuras exploraciones.
Pal y sus colegas hicieron su descubrimiento mientras investigaban la inmunidad de las garrapatas, un área poco conocida de su biología. En su estudio inicial, que buscaba entender cómo reconocen las garrapatas la bacteria Borrelia, los investigadores alimentaron a las garrapatas con sangre de ratones infectados con Borrelia o de ratones no infectados. Al comparar los dos grupos, descubrieron que la sangre infectada activaba en las garrapatas una proteína que normalmente produce energía en el interior de las células. La proteína está asociada a una sencilla vía de señalización denominada JAK/STAT, presente en todos los organismos pluricelulares.
Como en todas las vías de señalización celular, una molécula específica detecta algo en el entorno y se une a un receptor situado en el exterior de la pared celular. Esto desencadena una cascada de reacciones en el interior de la célula que activa o desactiva un gen específico y produce una respuesta al estímulo exterior detectado.
Suponiendo que el JAK/STAT fuera activado por la Borrelia en la sangre del ratón infectado, los investigadores aislaron la bacteria y la inyectaron directamente en garrapatas para ver qué moléculas se unían al receptor JAK/STAT. Sorprendentemente, la bacteria no activó el JAK/STAT. Para averiguar qué lo hacía, los investigadores eliminaron la bacteria Borrelia de la sangre de ratones infectados y suministraron la sangre "limpia" a las garrapatas.
La vía JAK/STAT entró en acción y los investigadores descubrieron que una proteína del sistema digestivo de las garrapatas actuaba como receptor JAK/STAT y que había evolucionado para unirse a la proteína citoquina interferón, producida por el sistema inmunitario de los mamíferos infectados por una bacteria como la Borrelia.
Los investigadores también descubrieron que el receptor JAK/STAT y la vía JAK/STAT son importantes para el desarrollo normal de las garrapatas, aunque la vía no se active por una comida de sangre infectada. Cuando Pal y sus colegas eliminaron el gen expresado que produce el receptor de JAK/STAT, las garrapatas desarrollaron patas, piezas bucales y sistemas digestivos deformes, y fueron incapaces de alimentarse y completar el ciclo de desarrollo para seguir creciendo.
Estos resultados sugieren que, en las garrapatas, la vía de señalización JAK/STAT y la proteína receptora han evolucionado para integrar la inmunidad con el desarrollo. Las bacterias compiten con las garrapatas por los nutrientes de la sangre de un huésped infectado, por lo que cuando una garrapata recibe la señal de que su alimento está infectado, crece rápidamente para utilizar esos nutrientes antes de que los obtenga la bacteria. Los experimentos de laboratorio coinciden en que las garrapatas alimentadas con sangre de ratón infectada por Borrelia se desarrollaron mucho más rápido que las que se alimentaron con sangre de ratón no infectada.
"Comprender que esta vía integra la inmunidad y el desarrollo tiene importantes implicaciones para posibles estrategias de prevención de la transmisión de enfermedades por garrapatas --afirma Pal-- porque si se suprime la vía, las garrapatas con piezas bucales malformadas no pueden alimentarse ni transmitir enfermedades. Pero lo que también me parece realmente emocionante es que vemos esta especie de sistema de alerta temprana, en el que el sistema inmunitario de la garrapata detecta indirectamente un patógeno utilizando una respuesta inmunitaria de su huésped en lugar del propio patógeno, acelerando su propio desarrollo", concluye.