Investigadores del Cedars-Sinai, en Estados Unidos, han identificado varios pasos en un proceso celular responsable de desencadenar una de las respuestas inflamatorias más importantes del organismo. Sus hallazgos, publicados en la revista ´Science Immunology´, abren posibilidades para modular el tipo de inflamación asociada a varias infecciones y enfermedades inflamatorias

En concreto, los investigadores han mejorado la comprensión de los pasos que conducen a la producción de IL-1 beta, una potente señal proteica inflamatoria que se libera durante muchas respuestas inflamatorias.

"Ahora tenemos una comprensión más clara del proceso gradual que conduce a la producción de IL-1 beta --señala Andrea Wolf, profesor asistente de Ciencias Biomédicas y Medicina en el Cedars-Sinai, y un autor principal y correspondiente en el nuevo estudio--. Al comprender el proceso, esperamos encontrar algún día un tratamiento para las enfermedades asociadas a esta respuesta inflamatoria".

Cuando el sistema inmunitario innato identifica una bacteria, virus u otro invasor externo potencialmente dañino, libera glóbulos blancos para que rodeen y ataquen al agente extraño. Esto puede causar hinchazón, enrojecimiento, calor y dolor en los tejidos corporales que, en un organismo sano, acaban desapareciendo.

Sin embargo, algunas personas se quedan estancadas en la fase de inflamación. Esto provoca lo que se conoce como inflamación crónica. La inflamación crónica puede dañar las células sanas del organismo y se cree que puede provocar enfermedades graves como diabetes de tipo 2, cardiopatías y depresión.

"En muchos casos, la inflamación es vital para el buen funcionamiento del sistema inmunitario y la salud del organismo", afirma el doctor David Underhill, director del Departamento de Ciencias Biomédicas y de la Cátedra Familiar Janis y William Wetsman de Enfermedad Inflamatoria Intestinal, que también es autor principal y correspondiente del estudio.

"Sin embargo, la inflamación prolongada puede causar estragos en el organismo --añade--. Esto subraya la importancia de comprender el proceso celular de cómo se activa la inflamación para que podamos trabajar en la búsqueda de nuevos tratamientos para frenar la inflamación crónica".

El estudio es una continuación de la investigación del Cedars-Sinai publicada en 2016 que explica cómo actúan las células para detectar una infección. En ese estudio, los investigadores descubrieron que una enzima llamada hexoquinasa, típicamente utilizada por las células para convertir la glucosa en energía, tiene una segunda función inflamatoria.

Descubrieron que la hexocinasa se une a un azúcar de la pared celular de las bacterias y activa los inflamasomas, dando lugar a la producción de IL-1 beta. Los inflamasomas son receptores del sistema inmunitario innato que reconocen microbios y daños en los tejidos. El trabajo actual presenta una imagen más completa de este proceso.

Los investigadores descubrieron que la hexoquinasa abandona la mitocondria, la parte de la célula que genera energía. Esto desencadena una respuesta inmunitaria: La liberación de hexocinasa desestabiliza las mitocondrias y alerta a la célula de que algo va mal.

Esto conduce a la agrupación de un canal llamado VDAC en la membrana de las mitocondrias, que interactúa con otra proteína llamada NLRP3 para iniciar el ensamblaje del inflamasoma. A continuación, los inflamasomas producen IL-1 beta, un factor de inflamación.

Los investigadores estudiaron células derivadas de ratones de laboratorio para comprender los pasos que intervienen en la vía de la IL-1 beta.

El equipo utilizó sustancias llamadas inhibidores que bloquean las funciones celulares, así como tecnología de edición genética para desactivar determinados genes y las proteínas que expresan. Esto les permitió comprender qué proteínas son vitales para desencadenar la inflamación.

El científico postdoctoral del Cedars-Sinai Sung Hoon Baik, utilizó el microscopio de superresolución que forma parte del Biobanco y del Recurso de Investigación Patológica del Cedars-Sinai para visualizar y medir los pasos de este proceso inflamatorio dentro de células individuales.

"Ser capaces de atacar pasos específicos en esta vía es vital, porque además de ser importantes para la inflamación, los componentes de esta vía también desempeñan un papel vital en el mantenimiento de la energía dentro de la célula --apunta Wolf--. Queremos centrarnos en su función inflamatoria, no simplemente desactivarla, porque eso sería malo para la célula".

Los investigadores siguen estudiando los pasos celulares previos y resultantes del papel de la hexoquinasa en la activación de los inflamasomas. También están utilizando los resultados de este estudio para empezar a atacar esta vía inflamatoria en distintos tipos de células.