El impacto de la migración de células NK en la progresión del VIH
Un estudio revela cómo la migración de células NK afecta la salud de las personas infectadas por VIH.
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Tabla de contenidos
- El Papel de las Células Asesinas Naturales
- Cómo Funcionan las Células NK
- Por Qué Importa la Migración de las Células NK
- La Importancia de la Glucólisis
- Enfoque del Estudio
- Observando la Migración de las Células NK
- Cambios en la Estructura y Función de las Células NK
- Comprendiendo los Receptores de Quimioquinas
- El Papel de la Glucólisis en el Movimiento de las Células NK
- Investigando el Impacto de la Glucosa
- Vías de Señalización y Su Papel
- Los Efectos de TIGIT
- ¿Qué Sucede a Nivel Celular?
- Explorando el Vínculo entre TIGIT y HIF-1α
- Conclusión
- Direcciones Futuras
- Fuente original
- Enlaces de referencia
VIH, o virus de inmunodeficiencia humana, lleva a una condición conocida como SIDA, que significa síndrome de inmunodeficiencia adquirida. Cuando alguien se infecta con VIH, su sistema inmunológico se debilita con el tiempo, lo que hace más difícil para el cuerpo combatir infecciones y enfermedades. Esto puede eventualmente llevar a la muerte si no se trata adecuadamente. Afortunadamente, el uso de medicamentos llamados terapia antirretroviral (TAR) ha mejorado mucho la vida de muchas personas que viven con VIH, pero el SIDA sigue siendo un problema de salud serio en todo el mundo.
El Papel de las Células Asesinas Naturales
Una parte importante del sistema de defensa de nuestro cuerpo es un tipo de glóbulo blanco conocido como células asesinas naturales (NK). Estas células son cruciales para combatir virus y tumores. Actúan como los primeros respondedores del cuerpo, trabajando para atacar células infectadas o anormales. Su capacidad para moverse hacia los sitios de infección es vital para su función. Durante una infección por VIH, las células NK se ven afectadas de varias maneras: su número disminuye, su capacidad para migrar disminuye y se vuelven menos efectivas en controlar el virus.
Cómo Funcionan las Células NK
Las células NK protegen el cuerpo de dos maneras principales: matan células infectadas directamente y liberan proteínas de señalización llamadas citoquinas. El movimiento de las células NK hacia donde se necesitan es crucial para su función. Ciertas proteínas, conocidas como quimioquinas, ayudan a guiar las células NK a los sitios de infección. En el caso del VIH, algunas quimioquinas producidas por las células NK pueden ayudar a frenar el virus. Sin embargo, la migración general de las células NK se ve obstaculizada en personas que viven con VIH, lo que puede empeorar el impacto de la enfermedad.
Por Qué Importa la Migración de las Células NK
La capacidad de las células NK para migrar efectivamente está relacionada con su salud y rendimiento en la lucha contra infecciones. Cuando el VIH está presente en el cuerpo, la migración de las células NK se interrumpe. Esto puede llevar a cargas virales más altas, lo que significa que hay más virus presente en el cuerpo y puede propagarse. Además, el número de otro tipo de célula inmunológica, conocida como células T CD4+, también es un indicador importante de salud en individuos infectados con VIH. Cuantas más células T CD4+ tenga una persona, mejor podrá responder su sistema inmunológico.
La Importancia de la Glucólisis
La glucólisis es un proceso que ayuda a las células a convertir azúcares en energía. Para las células NK, tener suficiente energía es crucial, especialmente porque moverse para combatir infecciones requiere mucha energía. Los estudios han mostrado que en enfermedades crónicas, incluyendo el VIH, la forma en que las células descomponen el azúcar para obtener energía cambia. Parece que en individuos infectados con VIH, los niveles de energía en las células NK son más bajos, lo que puede contribuir a su incapacidad para migrar efectivamente y realizar sus funciones.
Enfoque del Estudio
Este estudio tuvo como objetivo observar cómo cambia la migración de las células NK en individuos con VIH y qué factores podrían estar causando esos cambios. Los investigadores querían ver si la incapacidad de las células NK para moverse correctamente estaba relacionada con la gravedad del VIH y si estaba vinculada a los procesos energéticos que afectan el funcionamiento de estas células.
Observando la Migración de las Células NK
Para estudiar la migración de las células NK, los investigadores utilizaron una prueba que consistía en colocar células NK en una pequeña cámara especial que imitaba las condiciones del cuerpo. Agregaron una quimioquina llamada CXCL12 para ver qué tan bien podían moverse las células NK a través de una barrera. Los resultados mostraron que las células NK de individuos infectados con VIH no se movían tan bien en comparación con las de individuos sanos. Además, entre los individuos infectados con VIH, aquellos con menos células T CD4+ tenían una migración de células NK peor.
Cambios en la Estructura y Función de las Células NK
Los investigadores también observaron los componentes de las células NK que les ayudan a moverse, incluyendo estructuras hechas de una proteína llamada actina. Los hallazgos indicaron que los niveles de actina eran más bajos en células NK de individuos infectados con VIH. Además, se encontró que una proteína llamada cofilina, que influye en la estructura de la actina, estaba más activa en estas células, lo que sugiere que su actividad podría obstaculizar la capacidad de las células NK para reorganizar sus estructuras internas, lo cual es necesario para el movimiento.
Comprendiendo los Receptores de Quimioquinas
Los investigadores también evaluaron si la capacidad de las células NK para responder a las quimioquinas se alteraba durante la infección por VIH. Revisaron específicamente los niveles de un receptor llamado CXCR4 en las células NK. A pesar de que los niveles generales de este receptor eran similares en individuos infectados con VIH y sanos, no parecía explicar la mala migración de las células NK en aquellos con VIH. Esto sugiere que otros factores, quizás dentro de las células, podrían estar afectando la migración y la respuesta a las quimioquinas.
El Papel de la Glucólisis en el Movimiento de las Células NK
Dado que la energía es vital para el movimiento de las células NK, el estudio examinó cómo estaba funcionando el proceso de glucólisis en estas células. Encontraron que los niveles de glucólisis eran mucho más bajos en células NK de individuos infectados con VIH. Un examen más detallado reveló que varios genes involucrados en la glucólisis no estaban tan activos en estas células. Esta caída en la actividad metabólica sugiere que las células NK no estaban obteniendo suficiente energía, lo que podría explicar su reducida capacidad para moverse.
Investigando el Impacto de la Glucosa
Para entender la importancia de la glucosa para la migración de células NK, los investigadores probaron qué tan bien podían moverse las células NK en condiciones con y sin glucosa. Descubrieron que cuando las células NK se privaban de glucosa, su movimiento sufría significativamente. También probaron un compuesto que bloquea la glucólisis, lo que confirmó aún más que la reducción de la disponibilidad de energía impactaba negativamente en la migración de las células NK.
Vías de Señalización y Su Papel
El estudio también destacó vías de señalización específicas que podrían estar involucradas en regular la migración y glucólisis de las células NK. Dos vías principales que se examinaron incluyeron las vías PI3K/AKT/mTORC1 y ERK. Estas vías tienen roles conocidos en promover el movimiento celular y la producción de energía. Parecía que durante la infección por VIH, la señalización a través de estas vías se volvía menos efectiva, lo que perjudicaba aún más la función de las células NK.
Los Efectos de TIGIT
Otro hallazgo clave del estudio fue el papel de un receptor llamado TIGIT en las células NK. El estudio encontró que había niveles más altos de TIGIT en las células NK de individuos infectados con VIH. Este receptor tiene un efecto inhibitorio en las células inmunológicas y, en este caso, parecía limitar la glucólisis y la producción de energía en las células NK. Cuando los investigadores bloquearon TIGIT en experimentos, vieron mejoras tanto en los niveles de glucólisis como en el movimiento de las células NK.
¿Qué Sucede a Nivel Celular?
Profundizando más, los investigadores observaron que bloquear TIGIT activaba las vías PI3K/AKT/mTORC1 y ERK, mejorando así la producción de energía y permitiendo una mejor migración de las células NK. También parecía que el factor HIF-1α era crucial en este proceso. HIF-1α ayuda a las células a adaptarse a condiciones de bajo oxígeno y también juega un papel en regular procesos metabólicos, incluida la glucólisis.
Explorando el Vínculo entre TIGIT y HIF-1α
El estudio encontró que TIGIT podría inhibir HIF-1α en las células NK, llevando a una disminución de la glucólisis y de las capacidades de migración. Esto se confirmó al observar que después de bloquear TIGIT, los niveles de HIF-1α aumentaron junto con las mejoras en la glucólisis y la afinidad por los transportadores de glucosa. Esto indica un posible objetivo terapéutico para mejorar la función de las células NK en individuos con VIH.
Conclusión
Los hallazgos de este estudio subrayan la compleja interacción entre la migración de las células NK, la glucólisis y la supresión inmunológica en el contexto de la infección por VIH. La reducida capacidad de las células NK para migrar efectivamente contribuye a peores resultados en individuos con VIH. Al comprender los roles de la glucólisis y vías de señalización específicas, así como la función de receptores inhibitorios como TIGIT, se podrían desarrollar nuevas estrategias para mejorar las respuestas inmunológicas en individuos infectados con VIH. Esto podría llevar a mejores tratamientos y mejores resultados de salud para los pacientes.
Direcciones Futuras
El conocimiento adquirido de este estudio podría abrir el camino a nuevas investigaciones sobre tratamientos que mejoren la función de las células NK a través del apoyo metabólico y la modulación de receptores. Al dirigir las vías metabólicas afectadas durante la infección por VIH, las terapias futuras podrían buscar aumentar la respuesta inmunológica y mejorar la calidad de vida de quienes viven con el virus. Además, la exploración continua de las relaciones entre el comportamiento de las células inmunológicas, el metabolismo y las infecciones virales podría proporcionar valiosas perspectivas para una variedad de enfermedades crónicas.
Título: Natural killer cell migration in HIV-infected individuals is inhibited by impairment of HIF-1alpha-mediated glycolysis
Resumen: Natural killer (NK) cells serve as the first line of defense of the immune system and play a crucial role in fighting against HIV infection. The effective function of NK cells is closely related to their migration ability, but the status of NK cell migration in HIV-infected individuals and the regulation mechanism for NK cell migration remains unknown. Here, we found that NK cell migration was significantly impaired in HIV-infected individuals, lower in immune non-responders (INRs) compared with immune responders (IRs), and positively correlated with CD4+ T cell counts. Further investigations showed that the decreased NK cell migration in HIV infection was caused by the impairment of glycolysis. Mechanistically, we found that NK cell migration was regulated by HIF-1 pathway, and inhibitory receptor TIGIT restrained HIF-1 expression by inhibiting PI3K/AKT/mTORC1 or ERK signaling pathway, consequently weakening the glycolysis of NK cells in HIV-infected individuals, and ultimately leading to down-regulation of migration. Collectively, we uncovered a mechanism of reduced NK cell migration in HIV infection and provided a new insight for immunotherapy in HIV infection. In BriefThe effective function of NK cells is closely related to its migration ability. The authors show that impaired NK cell migration in HIV-infected individuals is caused by TIGIT inhibiting HIF-1-mediated glycolysis via PI3K/AKT/mTORC1 or ERK pathway.
Autores: Hong Shang, X. Yu, J. Zhou, J. Lei, H. Ge, Z. Zhang, Y. Fu, X. Han, Q. Hu, H. Ding, W. Geng, Y. Jiang
Última actualización: 2024-06-03 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.31.596765
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.31.596765.full.pdf
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