El sistema inmunológico es una red compleja de células y moléculas que defiende el organismo contra patógenos y al mismo tiempo previene enfermedades autoinmunes. Las enfermedades autoinmunes ocurren cuando el sistema inmunológico ataca por error a sus propias células y tejidos, debido al reconocimiento de autoantígenos por parte de las células T autorreactivas. Aunque se ha observado la existencia de células T autorreactivas y su respuesta a los autoantígenos, los mecanismos subyacentes al mantenimiento de la autotolerancia siguen siendo difíciles de alcanzar.

En este contexto, un equipo de investigación en la Escuela de Graduados en Ciencias y Tecnología de la Salud y el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Nacional de Ulsan (UNIST) (Corea del Sur) ha llevado a cabo un estudio que permite arrojar luz sobre el intrincado mecanismo detrás de la capacidad del sistema inmunológico para diferenciar entre lo propio y lo no propio sobre antígenos.

El profesor Park y su equipo recurrieron a un enfoque de biología de sistemas multiescala y dinámica no lineal para ampliar el conocimiento sobre este intrincado mecanismo. La investigación, publicada en la revista ´Trends in Immunology´, presenta un marco cuantitativo novedoso que podría allanar el camino para modelos predictivos en la respuesta al tratamiento de enfermedades relacionadas con el sistema inmunológico.

Al integrar hallazgos experimentales publicados individualmente, propusieron un concepto novedoso llamado "Rotura de simetría entre antígenos propios y no propios". Según este concepto, la activación continua de las células T autorreactivas es esencial para mantener el equilibrio y la autotolerancia mediante la activación de dichas células reguladoras, en lugar de promover enfermedades autoinmunes. El equipo de investigación identificó un umbral que maximiza la respuesta inmune de las células T autorreactivas. Normalmente, las células T autorreactivas se mantienen por debajo de este umbral mediante la acción selectiva de las células T reguladoras, mientras que las células T que responden a antígenos externos pueden superar este umbral, lo que lleva a una respuesta inmune normal.

Resultados de ´gran alcance´

Los hallazgos este estudio son de gran alcance, desde el punto de vista de sus autores, ya que abre nuevas posibilidades para modelos predictivos en la respuesta al tratamiento de enfermedades relacionadas con el sistema inmunológico.

Con la rápida acumulación de conocimientos inmunológicos y datos ómicos relacionados, el profesor Park atisba una era de medicina de precisión. Mediante la integración de la inmunología sistémica, el modelado computacional y la inteligencia artificial, se pueden comprender mejor fenómenos inmunológicos complejos y controlar con precisión el sistema inmunológico, lo que conduce a mejores tratamientos y enfoques personalizados.

"Al considerar las interacciones entre las células, la dinámica que se produce dentro de ellas y el movimiento espacial de las células, pudimos obtener nuevas perspectivas que no podían obtenerse a partir de resultados experimentales individuales", destacó el prof. Park.

La investigación, realizada en colaboración con el Instituto Nacional de Salud (NIH) y la Facultad de Medicina de Yale, recibió el apoyo de varias organizaciones, incluido el Instituto Ulsan de Ciencia y Tecnología, el Instituto de Ciencias Básicas, la Fundación de Investigación de Corea y el Instituto Nacional. de Salud (NIH).