Investigadores del Instituto Weizmann revelan cómo las células inmunitarias migran en la nariz, abriendo nuevas posibilidades para vacunas y tratamientos innovadores.
Este contenido fue producido por expertos del Instituto Weizmann de Ciencias, uno de los centros más destacados a nivel mundial en investigación básica multidisciplinaria en el ámbito de las ciencias naturales y exactas, ubicado en la ciudad de Rejovot, Israel. La nariz actúa como una de las principales vías de acceso a nuestro organismo, ya que a través de ella ingresan el aire que respiramos, los aromas que percibimos y los microbios que pueden enfermarnos. En su trayecto hacia el interior, el aire pasa por los cornetes nasales, que son placas óseas largas, estrechas y curvadas que se asemejan a conchas y sobresalen en el conducto respiratorio. Estas estructuras están recubiertas por un tipo de tejido único que secreta moco, el cual contiene numerosas ramas de células nerviosas responsables del sentido del olfato. Esta estructura y función permiten que el aire se caliente y absorba humedad antes de llegar a los pulmones. La nariz no solo es el principal punto de entrada para los patógenos respiratorios, sino que también presenta una debilidad significativa: al estar tan cerca del cerebro, es accesible para los anticuerpos que el sistema inmunitario envía a través del torrente sanguíneo durante las infecciones respiratorias superiores.
Un nuevo estudio publicado en la revista Nature por investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias ha descubierto que las células secretoras migran constantemente, ya sea que estemos enfermos o vacunados, y desde allí secretan localmente en la cavidad nasal. Este hallazgo podría allanar el camino para el desarrollo de vacunas eficaces y nuevos tratamientos para trastornos neurológicos, alergias y enfermedades autoinmunes. Durante la pandemia de coronavirus, cuando el virus se propagaba por todo el mundo, millones de personas siguieron el desarrollo de una vacuna contra la COVID-19 que pudiera administrarse en forma de aerosol nasal en lugar de mediante inyección. Aunque esta idea parecía descabellada, ya existían vacunas nasales para la gripe y otras enfermedades, que contenían virus vivos pero debilitados, generando así una protección local en las vías nasales. Sin embargo, estas vacunas son efectivas solo con una dosis inicial que debe ser seguida de un refuerzo.
Para comprender mejor cómo funcionan estas vacunas y qué es necesario para su efectividad, el profesor Ziv Shulman, del Departamento de Inmunología de Sistemas del Instituto Weizmann, junto con Jingjing Liu, estudiante de doctorado en su laboratorio, decidieron examinar los órganos de la garganta que responden en los seres humanos, incluyendo las amígdalas y las adenoides, que son conocidos colectivamente como el anillo linfático de Waldeyer. En este estudio, el equipo de investigadores utilizó técnicas avanzadas de imagenología para analizar la respuesta inmunitaria del cuerpo mediante la obtención de imágenes completas e intactas de ratones, que son modelos similares a los humanos. Se administraron a los ratones tratamientos que desencadenaban una respuesta focalizada en la parte B del sistema inmunitario, donde se producen los anticuerpos. Estas células precursoras comienzan un recorrido en el que algunas de ellas pueden identificar patógenos. Se observó que las células situadas en la mucosa que recubre las vías nasales comenzaban a dividirse y diferenciarse rápidamente. Este proceso de diferenciación puede considerarse una especie de curso de especialización biológica, que culmina en la conversión de estas células en células de memoria específicas para patógenos. Las células de memoria pueden almacenar información durante largos períodos de tiempo para hacer frente a futuras infecciones. Estas células pueden secretar cinco tipos diferentes de anticuerpos, que, en el contexto de una vacuna, cambian su identidad para actuar como “guardianes” especializados que se desplazan internamente hacia la siguiente etapa, moviéndose a ubicaciones cercanas a pequeños “campos de entrenamiento” germinales, donde se lleva a cabo el proceso inmunológico en el cuerpo. Una vez en estos campos, las células de memoria son sometidas a un “entrenamiento” que incluye cambios en su composición genética y una meticulosa selección para garantizar la supervivencia de aquellas que están vinculadas de manera efectiva a la respuesta que dirige la vacuna. Durante esta preparación, reciben ayuda de las células T, que incluso influyen en la decisión de cuáles sobrevivirán al final, asegurando que haya suficientes células T para crear una respuesta eficaz.
El profesor Shulman señala que “el hecho de que haya migración hacia esta zona explica que se necesita un refuerzo suficiente”. Agrega que “solo la segunda dosis es necesaria para convertir las células en memoria”. Los investigadores creen que esta escasez está diseñada para evitar la hipersensibilidad a cantidades inofensivas de objetos extraños en el aire. Además, se sugiere que “es posible que este mecanismo falle en el desarrollo de diversas enfermedades autoinmunes, y comprenderlo podría ayudar a desarrollar tratamientos para estas afecciones”. La investigación se centró en determinar dónde se lleva a cabo la diferenciación completa de las células. “Visualizamos los ganglios linfáticos nasales y nos preguntamos cómo se traduce esto en el contexto respiratorio”, afirma uno de los investigadores. “Nos sorprendió descubrir que la reubicación mediada por el hueso ocurre de manera similar en la médula ósea, donde identificamos un nicho con funciones específicas”. Los hallazgos muestran que las células se trasladan desde las glándulas justo debajo de sus capas externas hacia los ganglios linfáticos, lo que compensa la incapacidad de los componentes sanguíneos en este importante contexto de defensa contra enfermedades, protegiendo numerosas terminaciones del cuerpo, incluido el sentido del olfato. Además, el profesor Shulman señala que se ha descubierto “un objetivo altamente fortificado: el sistema nervioso central”. En el futuro, se espera aprovechar los nervios olfativos para diseñar tratamientos para enfermedades neurológicas. También participaron en este estudio la Dra. Liat Stoler-Barak, Hadas Hezroni-Bravyi, el Dr. Adi Biram del Instituto Weizmann, así como Sacha Lebon, Natalia Davidzohn, Moshe Biton, Merav Kedmi, Muriel Chemla, David Pilzer, del Centro Nacional de Medicina Personalizada, y Nancy Stephen Grand, Marina Cohen y Ori Brenner del área de Recursos Veterinarios del Instituto Weizmann.
