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Inmunología

Una linterna microscópica

La marcación de células permite saber cómo se realiza la selección de los anticuerpos más eficaces

GABRIEL VICTORA / UNIVERSIDAD ROCKEFELLERBrillo interno: en verde, células activadas por láser en el interior del linfonodoGABRIEL VICTORA / UNIVERSIDAD ROCKEFELLER

Gabriel Victora estaba acostumbrado a largos ensayos solitarios cuando era pianista profesional. Actualmente, como inmunólogo, pasa horas solo en una sala oscura y fría de un laboratorio, en busca de entender cómo maduran los linfocitos B, las células productoras de anticuerpos. Aún cree que tocar el piano es más difícil que marcar células, pero la disciplina heredada de la música le ayudó a perseverar en una investigación liderada por el inmunólogo brasileño Michel Nussenzweig en la Universidad Rockefeller, Estados Unidos, cuyos resultados fueron presentados en noviembre en la revista Cell. Los investigadores empiezan ahora a entender un fenómeno que es un viejo conocido y poco comprendido de los inmunólogos: la maduración de la afinidad, la producción y selección de los linfocitos B que generan anticuerpos más efectivos a medida que una infección progresa.

Se creía que tal refinamiento sucedía a medida que los linfocitos B entraban en contacto con antígenos, moléculas reconocidas por los anticuerpos. Ahora se ha visto que es la interacción con otras células del sistema inmunológico la que determina qué linfocitos B se convertirán en productores de anticuerpos. “Hay que considerar la interacción entre estas células en el diseño de vacunas. La salida no consiste necesariamente en mirar tan sólo hacia la interacción de los linfocitos B con los antígenos”, dice Victora. Este trabajo fue destacado en Cell y mereció el comentario de Jason Cyster, de la Universidad de California con sede en São Francisco, uno de los líderes mundiales de la investigación en el área, en la misma edición de la revista.

En una infección, los linfocitos B migran de la sangre a los órganos linfoides, como las amígdalas o los linfonodos de la axila. Allí se agrupan en el llamado centro germinativo, en donde existe una alta concentración de fragmentos de los agentes infecciosos (antígenos) sujetos a la superficie de otras células del sistema inmunológico, las células dendríticas foliculares, además de linfocitos T reclutados por esos antígenos. En esos centros, los linfocitos B insertan alteraciones aleatorias en los genes que codifican a los anticuerpos y generan células con genomas diferentes del de las restantes células del cuerpo.

Mutantes
La mayoría de las células mutantes es menos eficiente que el linfocito B original, pero unas pocas se vuelven altamente eficaces y son seleccionadas para producir anticuerpos. En ese sentido, los centros germinativos son como bibliotecas: guardan una gran cantidad de información que puede estimular y perfeccionar habilidades o propagar datos luego de una sugerencia instigadora. “Es allí que los anticuerpos evolucionan en tiempo real y permiten responder a los patógenos con ciclo evolutivo más rápido que el nuestro”, explica Victora. “Sin eso, siempre perderíamos en la carrera evolutiva contra las infecciones.”

El centro germinativo es sede de acontecimientos desconocidos que controlan el trayecto y el destino de las células en maduración. Para saber de qué modo los linfocitos B son seleccionados, Victora tuvo que entender la dinámica de las dos regiones de esos centros: una con pocos núcleos de células, la zona clara; y otra repleta de linfocitos B, la zona oscura.

En la zona clara, los linfocitos B se mezclan con las células dendríticas foliculares cargadas de antígenos y con los linfocitos T. Los inmunólogos creían que los linfocitos B se replicaban en la zona oscura y migraban hacia la clara. Con la evolución de las técnicas destinadas la obtención de imágenes, empezaron a notar un movimiento bidireccional, con células de la zona clara volviendo hacia la oscura. Faltaba saber de qué manera migran y en qué influye esto en la selección.

Para delimitar ambas zonas, Victora desarrolló una forma de marcar con precisión microanatómica a las células de los centros germinativos, para luego seguir sus trayectos en tiempo real en el animal vivo, antes de rescatarlas para hacer estudios de caracterización fenotípica y de perfil de expresión génica. Esto solamente fue posible mediante el uso de ratones comunes transgénicos que expresan una versión modificada de la proteína verde fluorescente, la GFP, que se activa con la luz de un láser de dos fotones. Como tiene una longitud de onda más larga, este láser penetra en órganos intactos, y activa regiones profundas. Es como si Victora usase una linterna para iluminar una región específica de las células.

Mediante una combinación de técnicas, activó a los linfocitos B de cada zona y midió cuánto tiempo tardaban para ir de una a otra. Pasadas cuatro horas de la fotoactivación, la mitad de los linfocitos B de la región oscura migró hacia la clara. Con todo, pasadas seis horas, tan sólo 15% de los linfocitos B habían ido del área clara a la oscura, lo que sugería que en ese regreso se produce la selección de los más aptos para combatir la infección.

Luego de separar a los linfocitos B de ambas regiones, los investigadores evaluaron su expresión génica. En las células de la zona oscura predominó la activación de genes vinculados a la división celular y a la aparición de mutaciones. En la zona clara, los linfocitos contaban con más genes activos implicados en la selección, que depende del reconocimiento de antígenos. Ellos demostraron también que al facilitar la interacción de los linfocitos T de la zona clara con los B, éstos migran masivamente hacia la región oscura, en donde embarcan en otro ciclo de división celular y de mutación. Trabajos recientes indican que la presencia de una cantidad elevada de linfocitos T de la zona clara puede llevar a los linfocitos B a producir altas cantidades de anticuerpos contra el propio organismo, tal como sucede en las enfermedades autoinmunes, como por ejemplo en el lupus.

En el congreso de la Sociedad Brasileña de Inmunología, que se realizó en noviembre, Nussenzweig destacó que, en caso de que encuentre un modo de extender el tiempo de la selección de linfocitos B en los centros germinativos, quizá se pueda generar una gran diversidad de anticuerpos de alta afinidad y eficaces a la hora de captar e inactivar patógenos invasores, como el VIH.

VICTORA, G. D. et al. Germinal center dynamics revealed by multiphoton microscopy with a photoactivatable fluorescent reporter. Cell. v. 143, p. 1-14. 12 nov. 2010.

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