El Nobel de Medicina premia los trabajos en el campo del sistema inmune

03/10/2011

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La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska ha decidido hoy que el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2011 se dividirá entre Bruce A. Beutler y Julio A. Hoffmann por sus descubrimientos acerca de la activación de la inmunidad innata y entre Ralph M. Steinman por su descubrimiento de las células dendríticas y su papel en la inmunidad adaptativas.

Los Premios Nobel de este año han revolucionado nuestra comprensión del sistema inmunitario mediante el descubrimiento de principios fundamentales para su activación.

Los científicos han estado buscando a los guardianes de la respuesta inmune por el cual el hombre y otros animales se defiende del ataque de bacterias y otros microorganismos. Bruce Beutler y Jules Hoffmann descubrieron que las proteínas del receptor pueden reconocer estos microorganismos y activar la inmunidad innata, el primer paso en la respuesta inmune del cuerpo. Ralph Steinman descubrió las células dendríticas del sistema inmune y su capacidad única para activar y regular la inmunidad adaptativa, la última etapa de la respuesta inmune durante la cual los microorganismos son eliminados del cuerpo.

Los descubrimientos de los tres premios Nobel han revelado cómo las fases innata y adaptativa de la respuesta inmune son activadas y por lo tanto proporciona nuevos conocimientos sobre mecanismos de la enfermedad. Su trabajo ha abierto nuevas vías para el desarrollo de prevención y tratamiento contra las infecciones, cáncer y enfermedades inflamatorias.

Vivimos en un mundo peligroso. Microorganismos patógenos (bacterias, virus, hongos y parásitos) nos amenazan continuamente, pero estamos equipados con mecanismos de defensa poderosa. La primera línea de defensa, la inmunidad innata, puede destruir los microorganismos invasores y desencadenar la inflamación que contribuye al bloqueo del asalto. Si los microorganismos no logran frenar a los invasores en esta línea de defensa, la inmunidad adaptativa pasa a la acción. Con sus células T y B, que producen los anticuerpos y las células asesinas que destruyen las células infectadas. Después de combatir con éxito el asalto infeccioso, nuestro sistema inmune adaptativo mantiene una memoria inmunológica que permite una movilización más rápida y poderosa de las fuerzas de defensa la próxima vez que haya un ataque del mismo microorganismo. Estas dos líneas de defensa del sistema inmunológico proporcionan una buena protección contra las infecciones, sino también representan un riesgo. Si el umbral de activación es demasiado bajo, o si las moléculas endógenas pueden activar el sistema, la enfermedad inflamatoria puede seguir.

Los componentes del sistema inmunológico han sido identificados, paso a paso durante el siglo XX. Gracias a una serie de descubrimientos recibieron el Premio Nobel, como sabemos, por ejemplo, trabajos sobre cómo los anticuerpos se construyen y cómo las células T reconocen sustancias extrañas. Sin embargo, hasta el trabajo de Beutler, Hoffmann y Steinman, los mecanismos de activación de la inmunidad innata y la mediación de la comunicación entre la inmunidad innata y adaptativa se mantuvieron ocultos.

Jules Hoffman hizo su descubrimiento pionero en 1996, cuando él y sus colaboradores investigaron cómo moscas de la fruta combatían las infecciones. Tenían acceso a moscas con mutaciones en varios genes diferentes, incluyendo Toll, un gen que antes se consideraba implicado en el desarrollo embrionario por Christiane Nüsslein-Volhard (Premio Nobel en 1995). Cuando Hoffmann infectó a una mosca de la fruta con bacterias u hongos, descubrió que las mutaciones de Toll morían porque no pudieron organizar una defensa eficaz. También fue capaz de llegar a la conclusión de que el producto del gen estuvo involucrado en la detección de microorganismos patógenos y la activación de Toll se necesitaba para una defensa exitosa.

Bruce Beutler estaba buscando a un receptor que pudiera obligar a los productos bacterianos, lipopolisacáridos (LPS), que pueden causar un shock séptico, una condición potencialmente mortal que involucra a la sobreestimulación del sistema inmunológico. En 1998, Beutler y sus colegas descubrieron que los ratones resistentes a LPS tenían una mutación en un gen que es muy similar al del gen Toll de la mosca de la fruta. Este receptor tipo Toll (TLR) resultó ser el elusivo receptor de LPS. Cuando se une a LPS, se activan las señales que causan la inflamación y, cuando las dosis de LPS son fuertes, los shocks sépticos. Estos resultados demuestran que los mamíferos y moscas de la fruta utilizan moléculas similares para activar la inmunidad innata cuando se enfrentan a microorganismos patógenos. Los sensores de la inmunidad innata había sido finalmente descubierto.

Los descubrimientos de Hoffmann y Beutler provocaron una explosión de investigaciones en inmunidad innata. Alrededor de una docena de diferentes TLRs han sido identificados en humanos y ratones. Cada uno de ellos reconoce ciertos tipos de moléculas comunes en los microorganismos. Los individuos con ciertas mutaciones en estos receptores tienen un riesgo mayor de contraer infecciones, mientras que otras variantes genéticas de TLR se asocian con un mayor riesgo para enfermedades inflamatorias crónicas.

Ralph Steinman descubrió, en 1973, un nuevo tipo de células a las que llamó células dendríticas. El canadiense especuló que podrían ser importantes en el sistema inmunológico y probó si las células dendríticas podrían activar las células T, un tipo de célula que tiene un papel clave en la inmunidad adaptativa y desarrolla una memoria inmunológica frente a muchas sustancias diferentes. En experimentos con cultivos celulares, mostró que la presencia de las células dendríticas daba como resultado respuestas vívidas de las células T a dichas sustancias. Estos resultados fueron recibidos con escepticismo, pero trabajos posteriores de Steinman demostraron que las células dendríticas tienen una capacidad única de activar las células T.

Posteriores estudios de Steinman y otros científicos llegaron a abordar la cuestión de cómo el sistema inmune adaptativo decide si debe o no ser activado cuando se enfrentan a diversas sustancias. Las señales que surgen de la respuesta inmune innata y detectada por las células dendríticas, se mostró como un medio de control de la activación de células T. Esto hace posible que el sistema inmunológico reaccione ante microorganismos patógenos y evite un ataque a las propias moléculas endógenas del organismo.

Los descubrimientos a los que se les otorga el Premio Nobel de Medicina 2011 ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la activación y regulación de nuestro sistema inmunológico. Ellos han hecho posible el desarrollo de nuevos métodos para la prevención y tratamiento de enfermedades, por ejemplo, con la mejora de vacunas contra las infecciones y un intento por estimular el sistema inmunológico para atacar tumores. Estos descubrimientos también nos ayudan a entender por qué el sistema inmunológico puede atacar a nuestros propios tejidos, proporcionando así pistas para nuevos tratamientos de enfermedades inflamatorias.

Imagen: voanews.com

Bruce A. Beutler nació en 1957 en Chicago, EE.UU.. Recibió su doctorado en Universidad de Chicago en 1981 y trabajó como científico en la Universidad Rockefeller en Nueva York y la Universidad de Texas en Dallas, donde descubrió el receptor de LPS. Desde el año 2000 ha sido profesor de genética e inmunología en el Instituto de Investigación Scripps, La Jolla, EE.UU..

Julio A. Hoffmann nació en Echternach, Luxemburgo en 1941. Estudió en la Universidad de Estrasburgo en Francia, donde obtuvo su doctorado en 1969. Después de un entrenamiento postdoctoral en la Universidad de Marburg, Alemania, regresó a Estrasburgo, donde dirigió un laboratorio de investigación desde 1974 hasta 2009. También ha desempeñado como director del Instituto de Biología Celular y Molecular de Estrasburgo, y durante el período de 2007-2008 como presidente de la Academia Nacional Francesa de las Ciencias.

Ralph M. Steinman nació en 1943 en Montreal, Canadá, donde estudió biología y química en la Universidad McGill. Después de estudiar medicina en la Harvard Medical School en Boston, MA, EE.UU., recibió su doctorado en 1968. Ha estado afiliado a la Universidad Rockefeller en Nueva York desde 1970, ha sido profesor de inmunología en esta institución desde 1988, y es también director del Centro de Inmunología y enfermedades inmunes.

Ultima hora: Después del anuncio de que le hubiera sido otorgado el galardón, se tuvo conocimiento de la muerte de Ralph M. Steinman tan solo tres días atrás. Se desconoce como actuará ahora la academia sueca ya que no existen precedentes de entrega de Premios Nobel a título póstumo, algo que ni siquiera aparece reflejado en los estatutos de la academia.

Enlace original: The 2011 Nobel Price in Phisiology and Medicine 2011.