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MASSACHUSETTS EYE AND EAR


Las bacterias están presentes en casi cada soplo de aire que respiramos, pero la forma en que las vías respiratorias se protegen de la infección por estas bacterias ha sido en gran medida un misterio, hasta ahora. Cuando se inhalan las bacterias, los exosomas, o pequeños sacos llenos de líquido, se secretan inmediatamente de las células que atacan directamente a las bacterias y también transportan proteínas antimicrobianas protectoras desde la parte frontal de la nariz hasta la parte posterior a lo largo de la vía aérea, protegiendo a otras células contra la bacteria antes de que se adentren demasiado en el cuerpo.

Un equipo de investigación del Instituto de los Ojos y los Oídos de Massachusetts, Estados Unidos, describe este mecanismo recién descubierto en un informe publicado este lunes en la edición digital de ‘Journal of Allergy and Clinical Immunology’ (JACI). Los hallazgos arrojan nueva luz sobre nuestro sistema inmunológico y también allanan el camino para el desarrollo de técnicas de administración de fármacos que aprovechen este proceso de transporte natural de un grupo de células a otro.

«Al igual que golpear un nido de avispas, la nariz libera miles de millones de exosomas en el moco en el primer signo de bacterias, matando a las bacterias y armando células en toda la vía aérea con una defensa natural y potente», dice el autor principal, Benjamin Bleier, cirujano de sinusitis en el Instituto de los Ojos y los Oídos de Massachusetts y profesor asociado de Otorrinolaringología en la Escuela de Medicina de la Universidad Harvard, en Boston, Massachusetts. «Es casi como si este enjambre de exosomas vacunara las células que se encuentran más abajo en la vía aérea contra un microbio antes de que tengan la oportunidad de verlo», pone como ejemplo.

El estudio JACI fue motivado por un hallazgo previo desconcertante del laboratorio del doctor Bleier hace unos años. En estudios de inflamación sinusal, los investigadores encontraron que las proteínas en las células de la cavidad nasal también estaban presentes en el moco nasal de los pacientes. El equipo quería saber por qué y cómo estas proteínas se movían de las células al moco nasal, con la hipótesis de que los exosomas tenían algo que ver con ese proceso.

RESPUESTA INMUNE EN CINCO MINUTOS

Los nuevos hallazgos descritos en este nuevo trabajo arrojaron luz sobre este proceso. Cuando las células en la parte frontal de la nariz detectan una molécula bacteriana, disparan un receptor llamado TLR4, que estimula la liberación de exosomas. Cuando eso sucede, se produce una respuesta inmune innata en cinco minutos. Primero, duplica la cantidad de exosomas que se liberan en la nariz y, después, dentro de esos exosomas, también se duplica una enzima protectora, la óxido nítrico sintasa. Como una molécula antimicrobiana bien conocida, el óxido nítrico arma poderosamente cada exosoma para defenderse de las bacterias.

El proceso de «enjambre» del exosoma recibe ayuda de otro mecanismo natural de la nariz: la depuración mucociliaria. La limpieza mucociliar barre los exosomas activados hacia la parte posterior de la nariz, junto con la información de las células que ya han sido alertadas sobre la presencia de bacterias. Este proceso prepara las células en la parte posterior de la nariz para combatir de inmediato contra las bacterias, armándolas con moléculas y proteínas defensivas.

En sus experimentos descritos en el informe de JACI, el equipo de Bleier tomó muestras del moco de los pacientes y cultivó sus propias células en cultivo. Luego, simuló una exposición a las bacterias y midió tanto el número como la composición de los exosomas liberados. Encontraron una duplicación de la cantidad de exosomas y de moléculas antibacterianas después de la estimulación. Entonces, el equipo confirmó este hallazgo en pacientes vivos y demostró además que estos exosomas estimulados eran tan efectivos como los antibióticos para matar las bacterias.

Finalmente, el equipo mostró que los exosomas fueron absorbidos rápidamente por otras células epiteliales, donde pudieron «donar» sus moléculas antimicrobianas. Junto con esta nueva comprensión del sistema inmunitario innato, los autores sugieren que sus hallazgos pueden tener implicaciones para desarrollar nuevos métodos de administración de fármacos a través de la vía aérea.

Más específicamente, como transportadores naturales, podrían usarse los exosomas para transferir paquetes de productos terapéuticos inhalados a las células a lo largo de la vía aérea superior, y posiblemente incluso a las vías respiratorias inferiores y los pulmones. «La nariz ofrece una oportunidad única para estudiar directamente el sistema inmunológico de toda la vía aérea humana, incluidos los pulmones», concluye Bleier.

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