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09 Octubre 2011
El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2011 fue dividido, la mitad en forma conjunta a Bruce A. Beutler y Julio A. Hoffmann por sus descubrimientos acerca de la "Activación de la inmunidad innata", y la otra mitad a Ralph M. Steinman por su descubrimiento de "Las células dendríticas y su papel en la inmunidad adaptativa".
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Bruce A. Beutler |
Jules A. Hoffmann |
Ralph M. Steinm |
Los Premios Nobel de este año han revolucionado nuestra comprensión del sistema inmunológico 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 defienden contra el ataque de bacterias y otros microorganismos. Bruce Beutler y Jules Hoffmann descubrieron que las proteínas del receptor puede 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 el cual los microorganismos son eliminados del cuerpo.
Los descubrimientos de los tres premios Nobel han revelado cómo las fases innatas y adaptativas de la respuesta inmune son activados y por lo tanto proporciona nuevos conocimientos sobre mecanismos de la enfermedad. Su trabajo ha abierto nuevas vías para el desarrollo de la prevención y tratamiento contra las infecciones, cáncer y enfermedades inflamatorias.
Dos líneas de defensa en el sistema inmunológico
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 de su asalto. Si los microorganismos descomponen a través de esta línea de defensa, la inmunidad adaptativa entra en acción. Con sus células T y B, que produce los anticuerpos y las células combativas 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 para el próximo ataque del mismo microorganismo. Estas dos líneas de defensa del sistema inmunológico no solo proporcionan una buena protección contra las infecciones, sino que 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 premiados con el Nobel, como sabemos, por ejemplo, cómo los anticuerpos se construyen y cómo las células T reconocen sustancias extrañas. Sin embargo, hasta que el trabajo de Beutler, Hoffmann y Steinman, los mecanismos de activación de la activación de la inmunidad innata y la mediación de la comunicación entre la inmunidad innata y adaptativa se mantuvo enigmático.
Descubrimiento de los sensores de la inmunidad innata
Jules Hoffman hizo su descubrimiento pionero en 1996, cuando él y sus colaboradores investigaron cómo moscas de la fruta combaten las infecciones. Tenían acceso a las moscas con mutaciones en varios genes diferentes, incluyendo peaje, genes que antes se consideraban implicados en el desarrollo embrionario por Christiane Nüsslein-Volhard (Premio Nobel 1995). Cuando Hoffmann infectó a su mosca de la fruta con bacterias u hongos, descubrió que los mutantes de peaje murieron porque no pudieron organizar una defensa eficaz. También fue capaz de llegar a la conclusión de que el producto del gen de la línea estuvo involucrado en la detección de microorganismos patógenos y la activación de peaje que se necesitaba para la defensa exitosa contra ellos.
Bruce Beutler estaba buscando a un receptor que podría obligar a los productos bacterianos, lipopolisacárido (LPS), que puede 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 la LPS tenían una mutación en un gen que es muy similar al del gen de peaje de la mosca de la fruta. Este receptor tipo Toll (TLR) que resultó ser el elusivo receptor de LPS. Cuando se une LPS, se activan las señales que causan la inflamación y, cuando las dosis de LPS son fuertes, entra en shock séptico. Estos resultados demuestran que los mamíferos y moscas de la fruta utilizan moléculas similares para activar la inmunidad innata cuando se enfrentan a los microorganismos patógenos. Los sensores de la inmunidad innata había sido finalmente descubierto.
Los descubrimientos de Hoffmann y Beutler provocaron una explosión de investigaciones en la 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 las enfermedades inflamatorias crónicas.
Un nuevo tipo de células que controla la inmunidad adaptativa
Ralph Steinman descubrió, en 1973, un nuevo tipo de células que llamó la célula dendrítica. Se especula que podría ser importante en el sistema inmunológico y se dedico a probar si las células dendríticas podrían activar las células T, un tipo de célula que tiene un papel clave en la inmunidad adaptativa y que desarrolla una memoria inmunológica frente a muchas sustancias diferentes. En experimentos con cultivos celulares, mostró que la presencia de las células dendríticas como resultado a 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 llegó a abordar la cuestión de cómo el sistema inmune adaptativo decide si debe o no ser activado cuando se enfrenta a diversas sustancias. Las señales que surgen de la respuesta inmune innata y detectado por las células dendríticas, mostró un control de la activación de células T. Esto hace posible que el sistema inmunológico reaccione a los microorganismos patógenos y evitar un ataque a las propias moléculas endógenas del organismo.
Desde la investigación fundamental al uso médico
Los descubrimientos a los que se les otorga el Premio Nobel de 2011 han 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 la enfermedad, por ejemplo, la mejora de vacunas contra las infecciones y en un intento por estimular el sistema inmunológico para atacar los tumores. Estos descubrimientos también nos ayudan a entender por qué el sistema inmunológico puede atacar a nuestros propios tejidos, proporcionando así pistas para el tratamiento de las enfermedades inflamatorias.
Bruce A. Beutler Nació en 1957 en Chicago, EE.UU.. Recibió su doctorado de la Universidad de Chicago en 1981 y ha trabajado como científico de la Universidad Rockefeller en Nueva York, en el UT Southwestern Medical Center en Dallas, donde descubrió el receptor de LPS, y el Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, CA. Recientemente, se reincorporó a la Universidad de Texas Southwestern Medical Center en Dallas como profesor en su Centro para la Genética de la defensa del huésped.
Jules 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 se ha desempeñado como director del Instituto de Biología Celular y Molecular de Estrasburgo, y durante el período 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 Harvard Medical School en Boston, MA, EE.UU., recibió su doctorado en 1968. Estaba afiliado a la Universidad Rockefeller en Nueva York desde 1970, donde fue profesor de inmunología de 1988. Lamentablemente, Ralph Steinman falleció antes de que la noticia de su Premio Nobel le llegó.
