Inmunidad Entrenada: Perspectivas de la Investigación de la Vacuna BCG

La Inmunidad entrenada es un término que se usa para explicar cómo ciertas células del sistema inmunológico pueden recordar encuentros pasados con diferentes patógenos (gérmenes) y reaccionar de manera más efectiva cuando se enfrentan a ellos de nuevo. A diferencia de otras partes del sistema inmunológico que responden a gérmenes específicos, estas células inmunes pueden cambiar sus respuestas de una manera más amplia después de ser expuestas a varios estímulos. Este concepto es esencial para entender cómo algunas vacunas, como la Vacuna BCG, pueden proporcionar protección duradera contra infecciones.

#El papel de la vacuna BCG

La vacuna BCG, derivada de una forma atenuada de una bacteria llamada Mycobacterium bovis, se administra principalmente para proteger contra la tuberculosis. También se ha descubierto que estimula el sistema inmunológico de una manera que protege contra otras infecciones, incluso aquellas que no están tan relacionadas. Cuando se inyecta la vacuna BCG, estimula las células inmunes innatas, especialmente Monocitos y Macrófagos, para que se reprogramen. Este cambio lleva a una mayor capacidad inflamatoria, permitiéndoles combatir varios tipos de infecciones de manera más efectiva.

A pesar de esta respuesta efectiva, las células inmunes, como monocitos y macrófagos, típicamente viven solo un corto tiempo. Sin embargo, la inmunidad entrenada proporciona un mecanismo donde los beneficios de su entrenamiento pueden durar meses o incluso años. La investigación actual se centra en diferentes tipos de células inmunes de larga duración que pueden mantener esta memoria a lo largo del tiempo.

#Mecanismo de acción

Cuando se inyecta BCG por vía intravenosa, permanece en la médula ósea. Esta presencia provoca el crecimiento de ciertas células madre, que pueden desarrollarse en varios tipos de células inmunes. Como resultado, hay un aumento en el número de células mieloides, que juegan un papel importante en nuestra defensa inmunológica. La interferón-gamma (IFNγ) es una molécula de señalización vital que activa vías específicas en estas células, lo que lleva a una respuesta aumentada contra infecciones.

Una vez entrenadas, estas células inmunes pueden moverse de la médula ósea a varios tejidos. Cuando ocurre una infección, estas células entrenadas trabajan junto a células inmunes locales para proporcionar protección. Sin embargo, la forma exacta en que estas células interactúan dentro de los tejidos y cómo su entrenamiento se traduce en respuestas efectivas aún se está estudiando.

#Macrófagos residentes en tejidos

La mayoría de los tejidos en nuestro cuerpo contienen macrófagos de larga duración que pueden renovarse sin necesidad de nuevas células de la médula ósea. Ejemplos de estos incluyen macrófagos encontrados en los pulmones, hígado y bazo, que son cruciales para controlar las etapas iniciales de una infección. Cuando estos macrófagos residentes se enfrentan a un desafío, pueden cambiar su comportamiento y adaptarse para proporcionar una respuesta inmunológica más robusta.

Un hallazgo interesante es que algunos macrófagos residentes pueden someterse a un entrenamiento in-situ, donde cambian sus características para mejorar su función con el tiempo. Se piensa que los linfocitos T que liberan IFNγ juegan un papel en este proceso. Después de la vacunación con BCG, estas células interactúan con los macrófagos residentes y los reprograman para ser más efectivas en la lucha contra infecciones.

#Investigación

En este estudio, los investigadores buscaron entender cómo diferentes células inmunes trabajan juntas para proporcionar protección y adaptarse durante la inmunidad entrenada. Usaron un modelo donde se inyectó BCG en el cuerpo para ver cómo afectaba las respuestas inmunológicas, enfocándose particularmente en el bazo. El estudio implicó observar cambios en varias poblaciones de células inmunes después de la exposición a BCG y cuando se enfrentaban a una infección bacteriana.

#Resultados

Los resultados mostraron que inyectar BCG lleva a una mejor protección contra infecciones, como Salmonella Typhimurium (S.Tm). Los ratones que recibieron la vacuna BCG mostraron un número significativamente menor de bacterias en sus bazo después de la exposición en comparación con aquellos que no recibieron la vacuna. Esto indica que el proceso de inmunidad entrenada es efectivo para mejorar la capacidad del cuerpo para combatir infecciones.

#Cambios en poblaciones de células mieloides

Al examinar las poblaciones de células inmunes en el bazo, los investigadores notaron que la vacunación con BCG llevó a un aumento en tipos específicos de células inmunes. Notablemente, hubo un aumento en monocitos clásicos, que son vitales para manejar infecciones. Sin embargo, también hubo un descenso en los macrófagos de pulpa roja residentes, un tipo de célula inmune que normalmente reside en el bazo. Este cambio en poblaciones refleja la naturaleza dinámica de la respuesta inmunológica, ya que nuevas células son reclutadas para combatir infecciones mientras otras se reducen.

#Cambios transcripcionales

Para comprender mejor los efectos de BCG en el sistema inmunológico, los investigadores analizaron las expresiones genéticas en estas células inmunes, específicamente aquellas que median la inmunidad entrenada. El estudio encontró que los genes asociados con respuestas inflamatorias estaban sobreexpresados en las células expuestas a BCG. Esto significa que BCG impulsa a las células inmunes a activar genes que les ayudan a combatir infecciones de manera más efectiva.

Por ejemplo, se encontró que ciertos genes eran particularmente importantes en la respuesta inmunológica, mejorando la capacidad de las células para responder a los patógenos. Este cambio genético indica que la inmunidad entrenada no es solo una respuesta temporal, sino que puede llevar a cambios a largo plazo en cómo opera el sistema inmunológico.

#Dinámica de la respuesta inmunológica

Para obtener una mejor comprensión de cómo se desarrolla la inmunidad entrenada a lo largo del tiempo, los investigadores rastrearon las respuestas inmunológicas en ratones durante un período de dos meses después de la vacunación. Encontraron que los efectos protectores contra infecciones persistieron durante un tiempo significativo, pero la fuerza de la respuesta se debilitó gradualmente.

Al rastrear poblaciones específicas de células inmunes en diferentes momentos, el estudio destacó que el aumento inicial en monocitos y los cambios en las poblaciones de macrófagos fueron significativos poco después de la vacunación. Entender estas dinámicas es crucial para descubrir cómo las vacunas influyen en la memoria inmunológica.

#Contribuciones locales vs. de la médula ósea

Una pregunta crítica era si los efectos protectores venían del reclutamiento de nuevas células inmunes de la médula ósea o de cambios en el tejido local. La investigación realizó experimentos usando dos tipos diferentes de ratones para rastrear los orígenes de las células inmunes. Esto ayudó a ilustrar si las células inmunes locales residentes se alteraron o si las células provenientes de la médula ósea eran principalmente las que contribuían a la inmunidad entrenada.

Los hallazgos sugieren que ambos caminos son esenciales. La médula ósea contribuye con células inmunes entrenadas, mientras que los macrófagos residentes locales pueden adaptarse y mantener sus respuestas incluso después de que se hayan disminuido las células derivadas de la médula ósea.

#Inhibición de vías clave

Para explorar más los mecanismos detrás de la inmunidad entrenada, los investigadores investigaron qué sucede cuando se bloquean las vías de señalización asociadas con respuestas inmunológicas. Se centraron específicamente en el papel de la proteína STAT1, que es crucial para la señalización durante infecciones y respuestas a ciertos citoquinas como IFNγ.

Al usar inhibidores que bloquean temporalmente la actividad de STAT1, los investigadores encontraron que este bloqueo impedía el desarrollo completo de la inmunidad entrenada. Esto ilustra la importancia de la vía IFNγ-STAT1 en establecer y mantener la memoria de la respuesta inmunológica. Sin esta señalización, la capacidad protectora contra infecciones se debilitó significativamente.

#Conclusión

Este estudio arroja luz sobre las complejas interacciones de las células inmunes durante la inmunidad entrenada y destaca cómo vacunas como la BCG pueden mejorar la capacidad del sistema inmunológico para combatir infecciones. La investigación confirma que la inmunidad entrenada no es solo recordar infecciones pasadas; implica una red sofisticada de células inmunes que interactúan dinámicamente a lo largo del tiempo.

Entender estos procesos puede llevar a estrategias de vacunación mejoradas, ayudando a aprovechar el potencial completo del sistema inmunológico contra varios patógenos, no solo aquellos directamente atacados por las vacunas. Con una exploración más profunda, podríamos descubrir nuevas formas de mejorar la memoria inmunológica, lo que lleva a una protección más duradera contra infecciones.