Los hallazgos son fundamentales para la generación de vacunas más eficaces para peces
Tras la infección o inmunización, todas las especies de vertebrados con mandíbulas generan proteínas llamadas anticuerpos que se unen a los patógenos y los neutralizan.
Las fuertes y duraderas respuestas de anticuerpos en especies de sangre caliente, como los mamíferos, se producen en microestructuras linfoides secundarias (SLMs), entre las cuales los centros germinales (GCs) son la pieza central.
A pesar de la aparente ausencia de GCs o SLMs similares en los vertebrados de sangre fría (por ejemplo, los peces), estas especies pueden generar significativas respuestas de anticuerpos que pueden persistir durante varios meses. Por lo tanto, durante décadas, la pregunta pendiente sigue siendo cómo y dónde se generan respuestas de anticuerpos en especies que carecen de GC o estructuras SLM análogas.
Un nuevo estudio reconsidera la comprensión de las respuestas inmunes en especies de sangre fría. Investigadores de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania (Penn Vet) han descubierto, contrariamente a lo que se creía anteriormente, que la inducción de respuestas de anticuerpos en peces óseos se produce en SLMs primordialmente organizados que desempeñan funciones similares a las de los GCs de animales de sangre caliente.
Más específicamente, el estudio identifica la formación en el bazo de grandes agregados de células B altamente proliferantes (las células que producen anticuerpos) y células T (las células que ayudan a las células B a producir anticuerpos) tras la infección o inmunización de peces. Las zonas de células B y T recién inducidas se forman cerca de los centros de melanomacrofagos (MMCs), que son áreas de tejido que contienen grupos de melanomacrofagos de color oscuro donde el antígeno se retiene tras la infección.
Estos agregados linfoides asociados a MMC (M-LA) recientemente descubiertos contienen numerosas células B específicas de antígeno, lo que resalta su papel clave en la respuesta inmune. Además, de manera similar a lo que ocurre en los GCs, la expansión clonal de las células B y los procesos de hipermutación somática ocurren dentro de los M-LAs.
Imagen: Tras la infección, se produce una intensa proliferación de células B IgM+ cerca de los centros de melanomacrofagos esplénicos (MMC). (A y B) Análisis de inmunofluorescencia de la incorporación de EdU por células de bazo de peces control (A) o infectados (B). Las criosecciones de bazo se tiñeron para EdU (magenta) e IgM (verde). Los grupos de células oscuras en todas las imágenes representan MMCs. Los círculos blancos en (B) describen áreas adyacentes a MMC con alta proliferación celular. Crédito: Science Immunology (2023). DOI: 10.1126/sciimmunol.adf1627
"Nuestros hallazgos desafían el dogma anterior de que los peces no contienen microambientes linfoides específicos donde se generan respuestas inmunes, al tiempo que revelan un tipo previamente desconocido de SLM en los vertebrados con mandíbulas", dijo J. Oriol Sunyer, autor correspondiente del estudio y profesor de Inmunología en Penn Vet. "Este descubrimiento tiene implicaciones de gran alcance para nuestra comprensión de la evolución del sistema inmunológico y sus posibles aplicaciones en diversos campos, desde la vacunación de peces hasta la medicina humana".
La investigación presenta una nueva perspectiva sobre cómo se pueden inducir respuestas inmunes en los vertebrados, ofreciendo así nuevas oportunidades para comprender los principios primordialmente conservados a través de los cuales funcionan los M-LAs y GCs.
"Por ejemplo, los M-LAs de peces son estructuras altamente policlonales, por lo que se asemejan a los GCs de mamíferos recientemente identificados que operan en entornos policlonales", dijo Sunyer. "Por lo tanto, es probable que el estudio de los M-LAs de peces arroje luz sobre los mecanismos mediante los cuales se forman tanto los GCs policlonales como los M-LAs".
Imagen derecha: Una M-LA de trucha arcoíris. La microscopía de inmunofluorescencia muestra una M-LA representativa inducida en el bazo de truchas infectadas con Ichthyophthirius multifiliis. Las criosecciones se tiñeron para IgM (verde) y CD4 (rojo). Barra de escala, 100 μm. Los grupos de células oscuras son MMC.
Desde una perspectiva aplicada, estos hallazgos son fundamentales para la generación de vacunas para peces más eficaces y basadas en el conocimiento. Los problemas de gestión de enfermedades y salud son uno de los principales obstáculos para la industria acuícola en desarrollo en los EE. UU. y en todo el mundo.
Si bien las vacunas administradas a los peces han contribuido enormemente a la casi erradicación de varias enfermedades de los peces, muchas vacunas para una serie antiguos y emergentes de patógenos de peces son ineficientes debido a nuestra falta de conocimiento sobre cómo se generan las respuestas inmunes en estas especies.
"Ahora que sabemos dónde y cómo se inducen las respuestas de anticuerpos en los peces, el estudio de M-LA identificará correlatos de activación y protección inmune que allanarán el camino para la detección y el desarrollo de vacunas y adyuvantes más eficaces y seguros para la industria de la acuicultura", añadió Sunyer.
El estudio ha aparecido en la portada de la revista Science Immunology: Cold-blooded vertebrates evolved organized germinal center like structures
