Hace que los investigadores reconsideren los sistemas inmunitarios humanos
Investigadores han encontrado microbios en las profundidades del mar que son completamente invisibles para el sistema inmunológico humano, un descubrimiento algo desconcertante que sugiere que no es tan completa la capacidad aparentemente universal de nuestros cuerpos para reconocer bacterias.
Su conclusión fundamental es que la forma en que nuestro sistema inmunológico de mamíferos detecta los problemas (las reglas y patrones que seguimos para protegernos) puede definirse localmente en lugar de globalmente, un hallazgo que va en contra de una arraigada creencia en la inmunología. Estos microbios marinos nunca antes habían estado en contacto con la vida de los mamíferos, ni siquiera con los mamíferos marinos, según los investigadores.
Las bacterias fueron descubiertas en las profundidades del mar del Área Protegida de las Islas Fénix, un santuario marino del tamaño de California establecido por y frente a las costas de la nación insular de Kiribati. Prácticamente intacta por la humanidad, el área es el sitio más grande y profundo del Patrimonio Mundial de la UNESCO, y ofreció una oportunidad única para que el equipo de investigación investigara lo que prospera en nuestra ausencia.
Los científicos visitaron allí durante aproximadamente tres semanas en 2017, viajando a bordo de un barco que contenía un laboratorio que podían usar para cultivar células recién salidas de las aguas remotas. Recolectaron bacterias gramnegativas de muestras de aguas profundas utilizando un vehículo operado por control remoto denominado SuBastian.
"Estás tan lejos que las personas más cercanas a ti están en la Estación Espacial Internacional", dijo Randi Rotjan, ecóloga marina de la Universidad de Boston y coautora del artículo. "Todo lo que tienes es lo que trajiste contigo en el barco. Ese regalo de tiempo, pensamiento profundo y oportunidad, es solo esta combinación mágica".
Los organismos unicelulares que encontraron han formulado una exitosa y duradera ecuación de supervivencia que a menudo depende de tener un organismo hospedador como alimento. Para averiguar si estas bacterias de aguas profundas serían reconocidas por células de mamíferos, el equipo aisló la capa de lipopolisacárido (algo así como la "piel" de la bacteria) de 50 diferentes cepas bacterianas y las expuso en placas a células humanas y de ratón. El ochenta por ciento de las cepas de la muestra no provocó una respuesta inmune de las células humanas y de ratón.
Si bien el equipo no está totalmente seguro de qué hace que los microbios sean invisibles de esta manera, sugieren que puede tener que ver con ciertas características del lipopolisacárido que los recubre, que el coautor Jonathan Kagan dijo que podría "considerarse la piel de la mayoría de las bacterias" y de todas las bacterias que viven en el océano".
"Cada patógeno virulento tiene la capacidad de hacer lo que hacen por accidente estas bacterias de las profundidades marinas, es decir, se esconden de nuestro sistema inmunológico", dijo Kagan, inmunólogo de la Escuela de Medicina de Harvard. "Y uno de los riesgos que puede imaginarse cuando chocan los ecosistemas es que puede terminar con microbios que accidentalmente son virulentos hacia nosotros".
Si bien nuestro sistema inmunológico señala a los microbios con esa piel de lipopolisacáridos, los que generalmente pasan desapercibidos tienen más o menos de seis cadenas de acilo, pequeños radios que sobresalen de la capa de lípidos que rodea a las bacterias. Lo extraño aquí fue que los microbios que eran invisibles para las células de los mamíferos tenían las seis cadenas de acilo estándar; en cambio, su invisibilidad puede atribuirse al hecho de que todos tenían cadenas particularmente largas.
"No sabemos en absoluto por qué tiene eso sentido", dijo Kagan. "Pero sí sabemos que existe una correlación perfecta entre las cadenas de acilo demasiado largas y la inmunosilencia. Y eso es algo que nosotros y la comunidad debemos estudiar más a fondo".
"Este hallazgo cuestiona el dogma de los receptores de reconocimiento de patrones que reconocen componentes microbianos ampliamente conservados como el lipopolisacárido", dijo Alison Scott, microbióloga de la Universidad de Maryland que no estaba afiliada al reciente artículo. Scott dijo que la variedad de lipopolisacáridos que se encuentran en las profundidades marinas es un recordatorio de que los científicos deben comprender mejor cómo identifica las amenazas bacterianas nuestro sistema inmunológico.
El equipo de investigación regresará este junio al área protegida para echar otro vistazo al mundo extraterrestre de las profundidades marinas, donde el coral puede vivir durante milenios y muchas especies permanecen sin catalogar. El viaje de regreso brindará la oportunidad de observar cómo interactúan los microbios con los organismos hospedadores y el entorno in situ de manera más específica, así como para realizar más experimentos en el barco.
"Haces una pregunta cuando haces un experimento. Y cuando obtengas la respuesta, es posible que no esté en un idioma que comprendas o de una manera que puedas interpretar", dijo Rotjan. "Es una conversación muy lenta y deliberada la que tienes con el mundo natural que tiene lugar a lo largo de una vida o más".
Esta investigación no es tan arriesgada como podría parecer. No es probable que estos microbios escapen del laboratorio y desaten una nueva plaga. Las bacterias prosperan en temperaturas frías y oscuras y en presiones extremadamente altas que no se encuentran en lugares donde a los humanos les gusta pasar el rato. En el barco, se guardan en un refrigerador; de lo contrario, morirían demasiado rápido para ser estudiados adecuadamente.
Pero si el último año nos ha enseñado algo, es que cuando vuelves muchas piedras, seguro que encuentras algo desagradable debajo de una de ellas. Es importante comprender lo que nuestro cuerpo no puede ver y qué tipo de daño pueden causar tales cosas, para que podamos prepararnos mejor.
"La implicación de esto", dijo Kagan, "es que existe un riesgo significativo de que si las reglas de inmunidad se definen localmente, cuando vas a una nueva ubicación, puedes toparte con cosas que normalmente no son patógenas, pero que lo son".
Ya sabemos que debemos ponernos ciertas vacunas antes de viajar por el mundo, pero Kagan plantea un nuevo tipo de riesgo: que, mientras perforamos en el Ártico o buceamos en las profundidades del mar, podríamos encontrarnos con un germen contra el que realmente no tenemos defensas innatas.
La investigación del equipo interdisciplinario se publicó la semana pasada en la revista Science Immunology: Deep-sea microbes as tools to refine the rules of innate immune pattern recognition
