Llave de oro abrirá las puertas del Sistema Inmune

El desarrollo de un medicamento o vacuna requiere de un delicado acto de equilibrio con el sistema inmunológico. Por un lado, los medicamentos necesitan escapar la detección del sistema inmune con el fin de realizar sus respectivas funciones. Por otro lado sin embargo, las vacunas -versiones desactivadas de una enfermedad o un virus- necesitan hacer lo opuesto. Ellas coaxionan al sistema inmune para crear anticuerpos protectores.

Pero los científicos todavía están perplejos por la forma en que el sistema inmunitario reconoce las diferentes partículas, y cómo decide si procede o no a reaccionar contra ellos.

Utilizando nanopartículas hechas de oro puro, el Dr. Dan Peer, director del Laboratorio de Nanomedicina de la Universidad de Tel Aviv en el Departamento de Investigación Celular e Inmunología, y del Centro de Nanociencia y Nanotecnología de Israel, junto a un equipo que incluye a los Dres. Meir Goldsmith y Dalit Landesman-Milo, y en colaboración con el Prof. Vincent Rotello y el Dr. Daniel Moyano, de la Universidad de Massachusetts en Amherst, han desarrollado un nuevo método de introducción de residuos químicos en el sistema inmunológico, que les permite estudiar las propiedades que provocan la ira de las células inmunes.

Debido a que las motas de oro son demasiado pequeñas para ser detectadas por el sistema inmune, éste responde sólo cuando estas nanopartículas son recubiertas con residuos químicos diferentes. Este avance podría conducir a una mayor comprensión de las propiedades de los virus y las bacterias, desarrollar mejores sistemas de administración de fármacos y vacunas, así como medicamentos más efectivos. El estudio fue publicado en la prestigiosa revista científica Journal of the American Chemical Society.

Una herramienta para la exploración

Nanoartículas de oro modificadas con residuos químicos interactúan con las células inmunes. Crédito: Profesor Vincent Rotello de la Universidad de Massachusetts en AmherstPara comenzar a probar el sistema inmune, los investigadores utilizaron partículas de oro, de aproximadamente dos nanómetros de diámetro, y las cubrieron con residuos químicos. Sólo cuando residuos resistentes al agua fueron utilizados el sistema inmune respondió a la presencia de éstos. Esto estableció un vínculo demostrable entre la hidrofobicidad -el grado en que una molécula repele el agua- y la reacción del sistema inmune.

Esta idea tiene una base en el funcionamiento normal del sistema inmunológico, el Dr. Peer explica. Durante la muerte celular, las zonas hidrófobas de la membrana celular son expuestas. El sistema inmunológico se da cuenta de que el daño se ha producido y comienza a alertar a las células vecinas. Los investigadores descubrieron que el mismo principio se aplicaba al utilizar sustancias químicas añadidas a la superficie de las partículas de oro. "Mientras más hidrofóbicas son las partículas, más activamente el sistema inmunológico se movilizará en contra de ellas", dijo el Dr. Peer.

Peer observa que esto es sólo el primer paso en una larga línea de los experimentos. "Estamos utilizando estas partículas de oro para hacer frente a la cuestión de cómo el sistema inmunitario reconoce las diferentes partículas, que pueden incluir características tales como la geometría, la carga, la curvatura, y mucho más. Ahora que sabemos que la herramienta funciona, se puede construir sobre ella", dice.

Probando el "Modelo de Peligro"

Hasta ahora, los científicos han desarrollado teorías acerca de cómo funciona el sistema inmunológico, pero han carecido de la maquinaria para poner a prueba estas ideas. Una de estas teorías es el "Modelo de Peligro" por el Prof. Polly Matzinger, quien formuló la hipótesis de que el daño celular interactúa con las células inmunes en el nivel de la membrana plasmática. Una vez que identifican la molécula exterior como un "peligro", las células inmunes enviar señales a través del sistema inmune. Su primera experiencia con la hidrofobicidad fue diseñada para generar un conjunto de herramientas para probar esta teoría, dice el Dr. Peer, cuyas investigaciones incluyen técnicas tanto in vitro como in vivo utilizando células inmunes de ratones.

En el futuro, los investigadores estudiarán diversas células bacterianas, virales, y células dañadas para hacer las nanopartículas de oro aún más similares, para descubrir qué o cuales elementos de partículas peligrosas llaman al sistema inmunológico de nuestro cuerpo a las armas. "Ahora tenemos la capacidad del uso de nanomateriales para investigar el sistema inmune de una manera muy precisa", dice el Dr. Peer, un avance que podría revolucionar la manera de entender el sistema inmunológico.

Fuente: PhysOrg