El Vitral de La Ciencia

¿CÓMO EL EJERCICIO MEJORA NUESTRO SISTEMA INMUNITARIO? LA CIENCIA COMIENZA A RESPONDER…

Imagen profunda de la médula ósea del fémur de un ratón que muestra que las células expresas de osteolectina (rojas) están alrededor de las arteriolas (blancas) pero no senosoides (verdes). – UT SOUTHWESTERN MEDICAL CENTER

El ejercicio genera células inmunitarias en los huesos

Se ha identificado un tipo especializado de progenitor de células óseas en la médula ósea y se ha demostrado que apoya la generación de células inmunes llamadas linfocitos en respuesta al movimiento.


Que el ejercicio físico es bueno para nuestra salud nadie lo pone en duda a estas alturas; mejora el sistema cardiovascular, fortalece los huesos y potencia nuestra inmunidad. Ahora, científicos del Instituto de Investigación del Centro Médico Infantil de UT Southwestern (EE.UU.) han identificado el entorno especializado, conocido como nicho, en la médula ósea donde se generan nuevos huesos y células inmunitarias.

El estudio, publicado en « Nature» (Shen, B. et al. 2021. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03298-5), también muestra que la estimulación inducida por el ejercicio es necesaria para el mantenimiento de este nicho, así como el hueso y las células formadoras de inmunidad que contiene. Juntos, estos hallazgos identifican un nuevo mecanismo por lo que el ejercicio fortalece los huesos y la función inmunológica.

Está bastante abarrotado en la médula ósea. Muchos tipos de células madre y progenitoras, incluidos los progenitores de células inmunitarias, coexisten uno al lado del otro 1 , 2 y están respaldados por células cercanas que generan entornos de protección especializados para las células madre, llamados nichos. La interacción entre las células del nicho, también conocidas como células estromales, y los primeros progenitores de las células inmunes en la médula ósea es poco conocida. Entender cómo se coordina esta interacción nos ayudaría a comprender mejor cómo se generan los progenitores de las células inmunes.

Este estudio recién salido del horno, Shen y su equipo 3  han resuelto parte del rompecabezas al identificar un papel para el movimiento en la estimulación de la comunicación entre un tipo de célula estromal y los progenitores inmunes en ratones, lo que finalmente ayuda a los animales a combatir infecciones.

Los diversos tipos de células madre y progenitoras de la médula ósea están muy interconectados, tanto física como funcionalmente. Por ejemplo, las células madre y progenitoras mesenquimales, que dan lugar a huesos, tejido esquelético y células grasas, son una parte esencial del nicho estromal para las células madre y progenitoras hematopoyéticas (HSPC). Las HSPC, a su vez, son responsables de la producción de todos los linajes de células sanguíneas, incluidas las células inmunitarias 4

En los ratones, algunos progenitores mesenquimales producen una proteína de señalización, denominada factor de células madre (SCF), que es crucial para sustentar las HSPC 5 . Estas células también expresan una proteína de la superficie celular llamada receptor de leptina 5 (LepR). Las células que expresan LepR (LepR +)  residen en varios lugares distintos de la médula ósea, que incluyen alrededor de dos tipos de vasos sanguíneos, arteriolas y sinusoides. Sin embargo, la población LepR + es una mezcla de tipos de células progenitoras mesenquimales 5 . Shen y col . se propuso centrarse en el subconjunto de células LepR + implicadas en el mantenimiento del nicho HSPC.

Los autores realizaron un análisis de expresión génica de células LepR + , que reveló que una subpoblación también expresa otra proteína marcadora, osteolectina (Oln). El grupo generó ratones en los que estas células Oln + emitían fluorescencia y encontraron que las células estromales Oln + residen alrededor de las arteriolas pero no sinusoides. Luego demostraron que las células son progenitores osteogénicos de vida corta, que dan lugar a células formadoras de hueso llamadas osteoblastos que tienen un papel crucial en la regeneración ósea.

 

Luego, Shen y sus colegas diseñaron ratones mutantes para que carecieran del gen que codifica SCF en las células Oln + . La falta resultante de SCF en las células Oln + no afectó a las células madre hematopoyéticas ni a la mayoría de los otros tipos de células progenitoras hematopoyéticas en la médula ósea. Sin embargo, sí condujo a una reducción significativa en el número de un tipo especial de progenitor hematopoyético: el progenitor linfoide común (CLP), que da lugar a células inmunes llamadas linfocitos. En apoyo de la idea de que las células Oln + ayudan a generar y mantener CLP, los autores demostraron que las células Oln + y CLP residen juntas en la médula ósea. Luego infectaron a los ratones mutantes con una bacteria que causa la enfermedad, Listeria monocytogenes., que generalmente se elimina del cuerpo por los linfocitos. Los animales mutantes eliminaron el patógeno con mucha menos eficacia que los controles. Los animales simplemente no produjeron suficientes linfocitos para hacer el trabajo, debido al número reducido de CLP.

 

 

El descubrimiento de que los progenitores osteogénicos mecanosensibles tienen un papel en la lucha contra las infecciones bacterianas es emocionante. Se sabía que el movimiento puede estimular el sistema inmunológico 7 , pero el avance en el trabajo de Shen y sus colegas proporciona una razón por la que este es el caso. Si es relevante para los humanos, el trabajo podría tener aplicaciones clínicas directas. Por ejemplo, la vía descubierta en el estudio actual podría aprovecharse para desarrollar mejores terapias para fortalecer la producción de células inmunes provocada por el movimiento.

Los autores también encontraron que el número de nichos de Oln + y el número de CLP era menor en la médula ósea de los ratones de 18 meses que en sus homólogos de 2 meses. Los animales de edad avanzada también son activos 8 , por lo que otros factores además del movimiento reducido podrían contribuir a esta disminución relacionada con el envejecimiento.

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