Cómo la exposición temprana a la nicotina puede alterar las defensas en lo largo de los años

La exposición a nicotina durante el embarazo y los primeros días de vida puede alterar el sistema inmunitario y agravar la gripe en la adultez, según experimentos en modelos animales realizados por científicos de la Universidad de California en Santa Cruz, Estados Unidos.

El consumo de tabaco durante la gestación se asocia con un mayor riesgo de parto prematuro y de enfermedades respiratorias en la infancia. Sin embargo, aún faltaba precisar por qué el contacto con la nicotina antes y poco después del nacimiento podía causar consecuencias que se mantuvieran con el paso de los años.

El estudio publicado en la revista Stem Cell Reports aporta una respuesta a esa incógnita. Al aislar el efecto de la nicotina, los investigadores observaron cambios en las células que originan las defensas del organismo y una menor capacidad de los pulmones para responder ante la influenza, conocida como gripe, en etapas posteriores de la vida.

La nicotina modificó células que producen las defensas del organismo

La investigación se centró en las células madre de la sangre, que producen los distintos componentes sanguíneos, entre ellos muchas de las células que intervienen en la defensa contra infecciones. Para evaluar este proceso, el equipo administró nicotina a ratonas durante la gestación y a sus crías durante los primeros días de vida.

Luego, los investigadores siguieron la evolución de esas células. Observaron que las crías expuestas nacían con una menor cantidad de células madre de la sangre y con cambios en genes relacionados con la respuesta inmunitaria. Estas modificaciones seguían presentes en la adultez, pese a que el contacto con la sustancia había terminado poco después del nacimiento.

“Estas células se reducen después de exponer a estos ratones a la nicotina, lo que podría ser una razón por la cual los estudios epidemiológicos han mostrado que los niños son más susceptibles a las infecciones de las vías respiratorias”, afirmó Marcel Rommel, investigador posdoctoral de la Universidad de California en Santa Cruz y autor del estudio, según el comunicado institucional.

Para Rommel, el resultado permite indagar qué ocurre dentro de las células. “Incluso más que la exposición al humo, podría ser la nicotina recibida durante el embarazo”, señaló.

La investigación fue dirigida por el laboratorio de Camilla Forsberg, profesora de ingeniería biomolecular en la Universidad de California en Santa Cruz. El grupo analiza cómo se forman las células de la sangre y de qué modo distintos factores ambientales pueden afectarlas desde el desarrollo embrionario hasta la vejez.

El objetivo fue diferenciar los efectos de la nicotina de los de otras sustancias presentes en los cigarrillos y productos de tabaco. La nicotina también se encuentra en cigarrillos electrónicos, bolsitas de nicotina y tratamientos de reemplazo que se usan para dejar de fumar.

“Este estudio no trata sobre todos los compuestos que se inhalan al fumar un cigarrillo, sino realmente sobre el compuesto adictivo, la nicotina”, explicó Rommel.

Los pulmones tuvieron menos células de defensa permanentes

Al llegar a la adultez, los ratones parecían haber recuperado una parte de los cambios observados en la sangre. No obstante, el análisis de sus pulmones mostró una diferencia que persistía: tenían menos macrófagos residentes.

Los macrófagos son células de defensa que permanecen en determinados tejidos. En los pulmones, eliminan restos celulares y ayudan a contener microorganismos antes de que una infección avance. Por eso, una menor cantidad de estas células puede debilitar la primera respuesta del órgano frente a agentes que causan enfermedades.

La menor cantidad de estas células en los pulmones persistió aun cuando las células madre de la sangre parecían haberse recuperado, según se detalla en el estudio. El hallazgo indica que una exposición temprana y transitoria a la nicotina puede dejar cambios duraderos que no se reflejan por completo en los análisis de sangre.

“Las células madre de la sangre expuestas a nicotina durante el desarrollo embrionario terminan disminuidas y no estamos específicamente seguros de por qué”, indicó Taylor Cool, exestudiante de doctorado del laboratorio de Forsberg y actual gerente de programas del Instituto para la Biología de las Células Madre de la Universidad de California en Santa Cruz.

Cool señaló que la reacción de estas células depende del momento de la vida en que ocurre el contacto con la sustancia. “Las células madre de la sangre adultas responden de manera diferente a las células madre de la sangre fetales, lo que es realmente interesante”, afirmó.

Como los experimentos se hicieron con animales, los resultados no permiten afirmar que el mismo mecanismo se produzca de igual modo en seres humanos. Serán necesarias nuevas investigaciones para determinar su alcance.

La influenza causó más inflamación y daño en los pulmones

Para determinar si esas modificaciones tenían efectos ante una enfermedad, los investigadores infectaron a los ratones adultos con influenza. El ensayo contó con la colaboración del laboratorio de David Boyd, profesor asistente de biología molecular, celular y del desarrollo en la Universidad de California en Santa Cruz, que estudia infecciones virales respiratorias.

Los animales que habían estado expuestos a nicotina cerca del nacimiento presentaron más inflamación pulmonar, una mayor llegada de células de defensa a ese órgano, lesiones más graves y una pérdida de peso superior durante la infección.

El estudio plantea que el primer contacto con la sustancia podría dejar una forma de memoria en las células, que solo se manifiesta ante un desafío posterior, como una infección viral. A partir de esa observación, los autores consideran posible una reacción similar frente a otras enfermedades respiratorias, como la neumonía o las infecciones por virus sincicial respiratorio, aunque todavía deberán comprobarlo.

Alessandra Rodriguez y Baena, doctora formada en el laboratorio de Forsberg y actual profesora de biología en Hartnell College, señaló que comprender estos mecanismos puede contribuir a pensar medidas de protección. “Nuestros hallazgos sugieren que el ambiente al que estamos expuestos al comienzo de la vida puede tener efectos duraderos sobre el sistema inmunitario”, afirmó.

La investigadora recordó que existen vacunas contra la influenza y planteó el próximo interrogante del equipo: “¿Podemos reducir los efectos perjudiciales de estas exposiciones tempranas mediante medidas de salud pública?”. El proyecto se desarrolló durante más de cinco años y los investigadores buscan precisar el origen y la ubicación de esa posible memoria celular.