Cómo una célula en los pollos podría cambiar el futuro de las vacunas aviares, según un estudio

Un grupo de investigadores descubrió en pollos un tipo de célula inmunitaria desconocido hasta ahora, capaz de reconocer moléculas de grasa y coordinarse con otras defensas del organismo para combatir infecciones. El hallazgo, publicado en European Journal of Immunology, podría cambiar la forma en que se diseñan las vacunas avícolas en todo el mundo.

Las células T asesinas naturales (NKT, por sus siglas en inglés) son un componente del sistema inmunitario que actúa como puente entre la respuesta rápida e inespecífica del cuerpo y la protección más lenta pero duradera que generan los anticuerpos. En humanos y otros mamíferos, estas células reconocen lípidos —moléculas de grasa— presentados por proteínas especializadas llamadas CD1d, y al activarse liberan señales químicas que reclutan y organizan a otras células defensivas.

Hasta ahora, los científicos sabían que los pollos poseen versiones estructurales de esas proteínas presentadoras de lípidos —denominadas chCD1.1 y chCD1.2—, pero no habían logrado demostrar que existieran células T funcionales capaces de responder a ellas. El equipo liderado por Shahriar Behboudi, profesor de inmunología en la Escuela Veterinaria de Bristol (Universidad de Bristol), junto con Nitin Kamble, investigador posdoctoral del Instituto Pirbright, y Faisal R. Anjum, cerró esa brecha.

Un subtipo específico de linfocitos T reacciona exclusivamente a grasas, no a péptidos

Los investigadores aislaron y purificaron dos subpoblaciones de linfocitos T de pollos —TCRVβ1+ y TCRVβ2+— y las pusieron en contacto con células presentadoras de antígenos (APC) estimuladas con CpG-ODN, un fragmento sintético de ADN bacteriano que activa el sistema inmunitario innato. Solo las células TCRVβ2+ produjeron interferón gamma (IFN-γ), una molécula clave en la defensa contra patógenos, mientras que las TCRVβ1+ no mostraron respuesta alguna.

La activación requirió en todos los casos que las APC estuvieran vivas: cuando los investigadores fijaron las células presentadoras con formaldehído antes del cocultivo, la producción de IFN-γ se anuló por completo. Ese resultado indicó que el proceso depende de alguna actividad metabólica activa dentro de las APC, y no solo de moléculas ya presentes en su superficie.

El gangliósido GM3 es la molécula de grasa que dispara la respuesta inmunitaria

Para identificar la sustancia responsable, el equipo analizó las enzimas de la ruta de biosíntesis de glicoesfingolípidos (GSL) en las APC. La estimulación con CpG-ODN elevó la expresión de dos enzimas clave, ST3GAL5 (GM3 sintasa) y ST3GAL1, lo que sugirió que las APC estaban produciendo lípidos de tipo gangliósido. Cuando los científicos bloquearon esa ruta —tanto con inhibidores químicos (PPMP y NB-DGJ) como mediante silenciamiento génico con ARN de horquilla corta (shRNA)— la capacidad de las APC para activar a las células TCRVβ2+ cayó entre un 50 % y un 60 %.

El paso decisivo fue probar directamente los gangliósidos. Las APC cargadas con GM3 activaron de manera selectiva a los linfocitos TCRVβ2+, mientras que otro gangliósido probado, el GM1, no generó respuesta. El análisis por citometría de flujo intracelular confirmó que las células productoras de IFN-γ tras la exposición a GM3 eran exclusivamente TCRVβ2+.

Las células activadas producen un arsenal completo de moléculas de defensa

Además de IFN-γ, los esplenocitos estimulados con GM3 expresaron IL-2, IL-4, IL-17, granzima A y perforina, un perfil que coincide con la función dual de las NKT en mamíferos: por un lado, reclutan y activan a otras células del sistema inmunitario; por otro, destruyen directamente células infectadas o dañadas. La expresión de estas moléculas fue incluso más intensa con GM3 que con CpG-ODN.

La proteína chCD1.1 funciona como presentadora del lípido activador

El silenciamiento del gen chCD1.1 mediante shRNA redujo de forma significativa la producción de IFN-γ inducida por CpG-ODN, lo que indica que esta molécula interviene en la presentación de los lípidos a las células TCRVβ2+. La expresión de chCD1.1 aumentó aproximadamente cuatro veces en las APC tras la estimulación, mientras que la de chCD1.2 permaneció sin cambios.

Los autores advirtieron, no obstante, que la reducción fue parcial y que no pudieron confirmar la sobreexpresión a nivel de proteína de superficie mediante citometría de flujo, ni bloquear la respuesta con el anticuerpo CB3 dirigido contra chCD1.1. Esas limitaciones dejan abierta la posibilidad de que otras vías contribuyan a la activación.

Las citoquinas IL-12 e IL-18 completan un sistema de doble señal

Además de la señal lipídica, las APC estimuladas con CpG-ODN produjeron IL-12 e IL-18. Estas dos citoquinas, cuando se añadieron junto con APC vivas, indujeron la producción de IFN-γ en las células TCRVβ2+, pero no en las TCRVβ1+. Sin embargo, ni IL-12 ni IL-18 lograron activar a los linfocitos T purificados en ausencia de células presentadoras, lo que refuerza la idea de un mecanismo de doble señal análogo al descrito en mamíferos: un primer estímulo a través del complejo CD1-lípido y un segundo a través de citoquinas proinflamatorias.

Un blanco vacunal universal que no depende del MHC clásico

A diferencia de las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC), que varían mucho entre razas de pollos y limitan la eficacia de las vacunas convencionales, la proteína chCD1.1 es altamente conservada y no polimórfica. Eso significa que una estrategia vacunal basada en lípidos como el GM3 podría funcionar de manera uniforme en poblaciones avícolas genéticamente diversas.

“Nuestro estudio aporta la primera evidencia clara de que los pollos poseen células inmunitarias especializadas capaces de reconocer ciertas moléculas de grasa y responder con rapidez ante una infección”, afirmó Behboudi, según un comunicado difundido por la Universidad de Bristol. “El descubrimiento cambia nuestra comprensión del funcionamiento del sistema inmunitario aviar y destaca una ruta prometedora para el desarrollo de vacunas”.

Kamble añadió que, dado que la vía inmunitaria identificada es compartida entre distintas razas de aves de corral, “podría proporcionar un blanco universal para vacunas que funcionen de manera consistente en parvadas enteras”. A largo plazo, según el investigador, la incorporación de GM3 u otros análogos lipídicos como adyuvantes podría estimular múltiples ramas del sistema inmunitario de forma simultánea, mejorar la salud de las aves y contribuir a reducir la dependencia del sector avícola de los antibióticos profilácticos.