Células plasmáticas de médula ósea y alergias
Un estudio revela cómo las células plasmáticas de la médula ósea se relacionan con las alergias y la producción de anticuerpos.
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Los Anticuerpos son proteínas especiales que encontramos en nuestra sangre. Ayudan a protegernos de infecciones y también pueden tener un papel en las alergias. Cuando nos enfermamos o recibimos una vacuna, nuestro cuerpo aprende a producir anticuerpos contra esos gérmenes específicos. Con el tiempo, los niveles de estos anticuerpos pueden afectar qué tan propensos somos a enfermarnos o tener Reacciones Alérgicas.
Un tipo específico de célula llamada células plasmáticas de la médula ósea (BMPCs) es responsable de producir anticuerpos de larga duración. Algunas de estas células han "madurado" para ser mejores en su trabajo. Entre ellas, las células que duran más tienden a mostrar niveles bajos de una proteína llamada CD19. Este cambio parece ocurrir a medida que las células se desarrollan y pueden perder CD19 de su superficie. Sabemos que recordar la inmunidad-cuando el cuerpo recuerda una infección previa-puede llevar a mejores niveles de anticuerpos, pero aún no está claro cómo esto se conecta con los niveles de células CD19bajas.
IgE
Alergias y Producción deEn personas con alergias, se puede producir un tipo de anticuerpo llamado IgE. Este IgE es diferente de otros tipos como IgM, IgG e IgA, que ayudan a combatir infecciones. Cuando las Células B cambian para hacer IgE, a menudo rápidamente se convierten en células de corta duración que no se quedan por mucho tiempo. Por otro lado, las células B que producen IgG pueden crear un pool de memoria estable y producir células plasmáticas duraderas.
Las respuestas alérgicas pueden ser desencadenadas por IgE, creando problemas para quienes las padecen. Los investigadores han encontrado células productoras de IgE en la médula ósea de individuos alérgicos. Sin embargo, la mayoría de los investigadores solo han visto células que producen IgE específicas para alergias alimentarias en sangre y el revestimiento del intestino. Dado que muchas personas sufren de alergias alimentarias duraderas, ha surgido la sospecha de que también existen células productoras de IgE en la médula ósea.
Aunque la ayuda de las células T está involucrada en la creación de BMPCs de larga duración, el papel preciso que estas células juegan en las reacciones alérgicas, especialmente a los alimentos, sigue sin estar claro. Nuevos estudios han examinado muestras de médula ósea de individuos alérgicos y no alérgicos para aprender más sobre los orígenes de las células plasmáticas duraderas y averiguar si la médula ósea puede producir IgE dañina en casos como alergias al maní.
El Estudio de las Células Plasmáticas de la Médula Ósea
Para investigar los orígenes de las células plasmáticas en la médula ósea, los investigadores recolectaron muestras de nueve personas-seis con alergias alimentarias y tres sin ningún historial de alergias. Analizaron estas muestras utilizando técnicas avanzadas para estudiar las células a un nivel muy detallado. Encontraron más de 60,000 BMPCs individuales e identificaron diferentes grupos de estas células con características únicas.
Las células mostraron fuertes signos que confirmaron que eran, de hecho, células plasmáticas. Expresaron varios tipos de genes de anticuerpos, pero tenían diferencias en cuanto a cuánto se habían mutado sus genes con el tiempo. Los investigadores también encontraron que los niveles bajos de CD19 eran comunes en estas células y que había conexiones entre diferentes grupos de células.
Variaciones en BMPCs
La investigación demostró que las BMPCs exhiben una amplia gama de características. Diferentes grupos de BMPCs tenían características distintas, como varias actividades metabólicas y respuestas a ciertas señales inmunitarias. Un grupo específico de células mostró señales de estar involucrado en la producción de IgE.
Un análisis más profundo reveló que algunas células tenían un metabolismo alto y signos de estrés dentro de ellas. Estos hallazgos sugieren el papel activo de ciertas BMPCs en la producción de IgE, ya que parecen tener altas necesidades energéticas. Notablemente, algunos grupos de células tenían niveles más bajos de proteínas asociadas con la movilidad, indicando que podrían provenir de orígenes diferentes, como tejidos mucosos.
Marcadores Superficiales y Orígenes de las Células
El estudio también analizó las proteínas de superficie de estas BMPCs. Se encontró que los niveles de CD19 variaban, y esta variación podría estar relacionada con cuánto tiempo han estado las células en circulación. Se vinculó niveles más altos de mutaciones en ciertas células plasmáticas a una mayor expresión de CD19. Esto indica que algunas BMPCs provienen de diferentes vías.
Una idea clave es que las BMPCs pueden formarse a partir de dos fuentes principales: aquellas que provienen directamente de células B activadas en la respuesta inmune y aquellas que se desarrollan a partir de células B de memoria que ya han estado expuestas a un patógeno.
En este contexto, los investigadores propusieron que diferentes niveles de expresión de CD19 y mutaciones en estas células podrían indicar sus orígenes. Las células que vienen de células B activadas podrían tener tasas de mutación más altas en comparación con aquéllas de células B de memoria. Esto podría explicar por qué ciertas células son duraderas mientras que otras no lo son.
Producción de IgE en Alergias Alimentarias
La investigación también se enfocó en el rol de IgE en las alergias alimentarias. Ha habido una creencia de larga data de que las células plasmáticas en la médula ósea contribuyen a las respuestas alérgicas. Los científicos estaban particularmente interesados en los cacahuetes, donde las alergias pueden persistir sin más exposición al alérgeno.
Usando técnicas avanzadas, identificaron varias BMPCs productoras de IgE y encontraron que la mayoría de estas células provenían de individuos con alergias alimentarias. Notablemente, encontraron que estos individuos tenían niveles más altos de IgE en su sangre. Esto sugiere un fuerte vínculo entre la médula ósea y la producción de IgE específica para alérgenos.
Cuando examinaron las características de las células productoras de IgE, notaron que tenían signos de alto uso de energía y estrés. Esto se alinea con la idea de que estas células están constantemente activas produciendo anticuerpos.
Pruebas de Anticuerpos IgE
Para verificar qué tan bien estas BMPCs de IgE podían reconocer alérgenos de cacahuete, los investigadores crearon anticuerpos monoclonales específicos a partir de las secuencias identificadas en las BMPCs. Cuando probaron estos anticuerpos, encontraron que un par de ellos se unían fuertemente a proteínas de cacahuete. Realizaron más pruebas para ver cómo funcionaban estos anticuerpos en modelos vivos.
En experimentos con animales, introdujeron uno de los anticuerpos IgE en ratones que eran alérgicos a los cacahuetes y los desafiaron con extracto de cacahuete. Los resultados mostraron que el anticuerpo podría prevenir reacciones alérgicas en los ratones, confirmando que las BMPCs en individuos alérgicos pueden producir anticuerpos IgE específicos.
Conclusión
Esta investigación arroja luz sobre la complejidad de las BMPCs en el cuerpo humano y destaca su papel tanto en la inmunidad como en las alergias. Los hallazgos sugieren que las BMPCs tienen orígenes variados y pueden influir en la producción de anticuerpos duraderos. El estudio enfatiza particularmente el vínculo entre la médula ósea y las alergias al maní, mostrando que las células plasmáticas productoras de IgE pueden persistir y desempeñar un papel significativo en las respuestas alérgicas. Entender estos mecanismos podría llevar a nuevas ideas para tratar alergias y mejorar las respuestas inmunitarias en el futuro.
Título: Origins and diversity of pan-isotype human bone marrow plasma cells
Resumen: Bone marrow plasma cells (BMPCs) produce durable, protective IgM, IgG, and IgA antibodies, and in some cases, pro-allergic IgE antibodies, but their properties and sources are unclear. We charted single BMPC transcriptional and clonal heterogeneity in food-allergic and non-allergic individuals across CD19 protein expression given its inverse correlation to BMPC longevity. Transcriptional and clonal diversity revealed distinct functional profiles. Additionally, distribution of somatic hypermutation and intraclonal antibody sequence variance suggest that CD19low and CD19high BMPCs arise from recalled memory and germinal center B cells, respectively. Most IgE BMPCs were from peanut-allergic individuals; two out of 32 from independent donors bound peanut antigens in vitro and in vivo. These findings shed light on BMPC origins and highlight the bone marrow as a source of pathogenic IgE in peanut allergy.
Autores: Duane R. Wesemann, G. A. Pacheco, V. Rao, D. K. Yoo, S. Saghaei, P. Tong, S. Kumar, O. Marini-Rapoport, Z. Allahyari, A. S. Moghaddam, R. Esbati, A. Alirezaee, A. Parnes, S. U. Patil
Última actualización: 2024-05-10 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.592267
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.592267.full.pdf
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