La revista científica Nature publica este mes de enero un trabajo realizado por investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) en el que, a través del estudio del comportamiento de las células, han descubierto que los neutrófilos -un tipo de células inmunes- adquieren diferentes patrones de comportamiento en la sangre durante los procesos inflamatorios y que, en concreto, uno de ellos está asociado al desarrollo de enfermedades cardiovasculares.
Los neutrófilos son un tipo de leucocitos o glóbulos blancos que están presentes en nuestro torrente sanguíneo y que tienen una función importante en el sistema inmunitario, pues se encargan de ayudar a combatir las infecciones en el cuerpo. Son una de las primeras células inmunitarias que reaccionan cuando entran en el cuerpo microorganismos, como bacterias o virus. Cuando ello ocurre, los neutrófilos se desplazan al sitio de la infección y eliminan los microorganismos atrapándolos o liberando enzimas que los destruyen.
Así, este tipo de células inmunes constituyen una de las principales líneas de defensa del organismo, pero también se ha visto que son capaces de causar daño a las células sanas y al sistema cardiovascular. “Numerosos estudios han asociado la presencia de neutrófilos en sangre con una mayor severidad y riesgo de padecer problemas cardiovasculares. Sin embargo, no podemos eliminarlos ya que se generaría un estado de indefensión ante cualquier patógeno que sería contraproducente para el organismo”, afirma Georgiana Crainiciuc, primera autora del estudio que ha liderado el doctor Andrés Hidalgo del CNIC.
Ante tal paradoja, los investigadores se centraron en tratar de identificar los tipos específicos de neutrófilos responsables del daño vascular. Para ello, analizaron el comportamiento de las células utilizando microscopía intravital de alta resolución, un tipo de tecnología revolucionaria que permite visualizar células dentro de los capilares sanguíneos en animales vivos. De este modo, el trabajo ha combinado la modelación matemática y el análisis masivo de datos morfológicos y dinámicos provenientes de imágenes 4D in vivo de más de 100.000 células inmunes obtenidas por el CNIC, con lo que ha requerido de un intenso desarrollo computacional capaz de combinar y comparar sistemáticamente una gran cantidad de datos. “Es una tecnología que se ha estado aplicando a otro tipo de datos, pero este es el primer ejemplo con datos de microscopía in vivo y el resultado ha sido sorprendente”, señala Jon Sicilia, co-autor y bioinformático responsable de la parte analítica del proyecto.
Mediante este novedoso sistema computacional, los investigadores descubrieron que las células inmunes presentan tres patrones de conducta durante el transcurso de los procesos inflamatorios, pero que sólo uno de ellos, caracterizado por un mayor tamaño y proximidad a las paredes de los vasos, está asociado al daño cardiovascular.
Así, a través de análisis genéticos masivos en modelos animales, y utilizando este sistema computacional para encontrar las moléculas responsables de esos comportamientos patológicos en los neutrófilos que conducían al daño cardiovascular, los expertos hallaron que la responsable es la molécula Fgr. Este hallazgo fue además clave para seleccionar un fármaco de una gran eficacia para prevenir la inflamación y la muerte celular tras un infarto de miocardio, pues “la idea ahora es continuar con los ensayos necesarios para que, en un futuro, se pueda utilizar este tratamiento en pacientes”, subraya Georgiana Crainiciuc.
Además, los autores esperan que otros ámbitos científicos también puedan beneficiarse de esta novedosa metodología, así lo señala Gabriel Fernández Calvo, otro de los coautores de la investigación, «la idea ahora es aplicarlo a otros escenarios no solo infecciosos sino, también, en tumores. En estos últimos existe una fuerte interacción entre las células del sistema inmune y las células tumorales. Debido a la enorme heterogeneidad que muestran muchos cánceres, será muy interesante poder caracterizar dinámicamente los procesos clave que entran en juego y hacerlo con una resolución espacio-temporal sin precedentes”.
Fuentes:
- Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC). Nature: Descubren tipos de comportamiento celular capaces de predecir la enfermedad cardiovascular. Noticia de Actualidad. Enero 2022. Disponible aquí.
- Crainiciuc, G., Palomino-Segura, M., Molina-Moreno, M. et al. Behavioural immune landscapes of inflammation. Nature. 5 january 2022. Disponible aquí.