Créditos de las imágenes: Technion Press Room.
Un artículo publicado por investigadores de Israel, en la prestigiosa revista Nature presenta nuevos conocimientos sobre la evolución del sistema inmunológico.
Los hallazgos del equipo resaltan la modularidad y flexibilidad de la evolución de la inmunidad.
El estudio fue dirigido por el profesor Shai Shen-Orr, la Dra. Tania Dubovik y el becario postdoctoral Dr. Martin Luka?išin.
El sistema inmunológico es complejo y su función principal es proteger al organismo de virus, infecciones y otros agentes hostiles.
En el núcleo de este sistema se encuentran diferentes tipos de células inmunitarias, cada una con su propia función, que trabajan juntas para brindar la protección necesaria al cuerpo.
La interacción entre el sistema inmunológico y el entorno dinámico requiere que éste cambie constantemente.
El principal mecanismo que impulsa los cambios en el mundo vivo es la evolución, basada en la adaptación a los cambios ambientales mediante la formación de mutaciones: cambios genéticos aleatorios.
Sin embargo, debido a la selección natural, no todos los cambios genéticos aleatorios son beneficiosos para el individuo, e incluso si el cambio es beneficioso, no se conserva ni se transmite a las generaciones futuras.
Los genes del sistema inmunológico evolucionan más rápido que otros genes del genoma, especialmente en mamíferos y aves, lo que indica la importancia del papel del sistema inmunológico en la adaptación al medio ambiente en la salud y la enfermedad.
Pese a ello, su dinámica evolutiva no ha sido estudiada en profundidad hasta el momento.
Esto se debe en gran medida al hecho de que el sistema inmunológico es complejo y muy variable entre individuos, lo que ha resultado en una tradición de estudiarlo en animales de laboratorio criados para lograr uniformidad genética y mantenidos en un ambiente limpio y libre de insectos.
Los investigadores aprovecharon un modelo único de ratones genéticamente diferentes, que alberga una variación similar a la observada en los humanos.
Utilizando este modelo, los investigadores midieron la variación en los tipos de células inmunitarias entre los ratones e identificaron los genes que controlan la abundancia de cada tipo de células inmunitarias.
Muchos de estos genes afectan a todo el sistema mediante la regulación de la división, migración y muerte celular, al controlar el mismo tipo de célula en el que se expresan.
Sin embargo, dentro de estos genes, los investigadores identificaron un conjunto de genes que se expresan en un tipo de célula y controlan otro. Al escanear los genomas de 60 vertebrados que abarcan una línea de tiempo evolutiva, los investigadores demostraron que el último grupo es más rico en mutaciones y proporciona un espacio favorable para que la evolución genere nuevas interacciones entre tipos de células al aumentar la diversidad sin daños significativos.
Según el profesor Shen-Orr y su equipo, «una de las implicaciones importantes es que la capacidad del sistema inmunológico para desarrollar nuevas funciones depende más de la interacción entre diferentes células que dentro de un tipo de célula, lo que nos da una comprensión de cómo los sistemas modulares complejos evolucionan.
Esta modularidad se observó en el pasado en cómo los genes y las proteínas desarrollan nuevas funciones, pero nunca se ha estudiado en sistemas de redes complejos, como las células interactivas del sistema inmunológico».
Por lo tanto, una mayor investigación sobre la capacidad de evolución del sistema inmunológico podría no sólo iluminar los principios de diseño detrás de las respuestas inmunes, sino también contribuir a soluciones biomiméticas, por ejemplo, en el enfoque de ingeniería de sistema de sistemas, que, de manera similar, se basa en interacciones entre unidades funcionales.