En la escuela nos enseñaban que los principales tipos de células en la sangre son los glóbulos rojos y los glóbulos blancos. Los rojos se dedican a transportar oxígeno a las células, mientras que los blancos nos defienden de las infecciones. Pero esas células blancas, llamadas en general linfocitos, tienen mucho más que contar.
Las más importantes son las llamadas células T, también conocidas como linfocitos T. Este tipo de célula del sistema inmunitario son las defensas del cuerpo contra las infecciones y en la regulación de la respuesta inmunitaria. Se desarrollan en la glándula del timo, de ahí su nombre. Pero hay distintas células T, cada una con una función:
Por desgracia, al microscopio, la mayoría de las células T tienen el mismo aspecto: pequeñas y esféricas. Un equipo de investigadores liderado por Berend Snijder del Instituto de Biología de Sistemas Moleculares de ETH Zurich ha examinado más de cerca el interior de estas células utilizando técnicas avanzadas. Sus hallazgos muestran que la organización interna de las células T citotóxicas permite distinguirlas.
Qué determina el destino de una célula
Las células T efectoras tienen invaginaciones nucleares, es decir, son capaces de envolver a un virus o una bacteria y «devorarlo». Cuando, encuentran un patógeno, se reproducen rápidamente y acaban con la infección. Sus compañeras son células con un núcleo esférico, es decir, sin invaginaciones nucleares, que evolucionan a un ritmo más tranquilo. Tardan más en activarse y al final se diferencian en células de memoria de larga vida que defienden al organismo contra futuros ataques del mismo patógeno.
Los científicos identificaron estas dos poblaciones de células T con funciones distintas hace unos 50 años. «Pero hasta ahora no estábamos seguros de qué características determinaban si una célula T se convertiría en una célula efectora o una célula de memoria», dice Ben Hale, un postdoc en el grupo de investigación de Snijder y autor principal del artículo.
Para ayudar a identificar estas características, los investigadores desarrollaron una plataforma que analiza imágenes de microscopía de células inmunitarias con inteligencia artificial. Luego, aplicaron esta plataforma a miles de células T de 24 voluntarios sanos que donaron su sangre a la Cruz Roja Suiza.
Diferencias inesperadas
Utilizando la técnica del aprendizaje automático, la plataforma clasificó las células en tres grupos diferentes. «Ya habíamos visto cómo algunas células T toman forma de botella cuando se activan», dice Snijder. «Pero no esperábamos que la plataforma dividiera las células redondas en dos grupos diferentes».
Al investigar más a fondo, los investigadores también descubrieron que las diferencias en la arquitectura celular entre las dos clases de células redondas también tienen un significado funcional. «Las células con invaginaciones nucleares están diseñadas para activarse rápidamente: muchas de ellas se convierten en células efectoras en forma de botella en 24 horas», dice Hale.
«También montan una respuesta más fuerte cuando se activan, y se reproducen mucho más rápido que las células sin invaginaciones nucleares», agrega Snijder. Él y su equipo también identificaron el mecanismo molecular que conduce a la activación más rápida y fuerte de las células con invaginaciones nucleares: «Su arquitectura celular especial permite un mayor flujo de iones de calcio», dice Snijder.
Ambos investigadores advierten de que todavía hay muchas preguntas por responder. Por ejemplo, Snijder y su equipo ahora esperan descubrir cómo el organismo garantiza consistentemente que alrededor del 60 por ciento de las células T citotóxicas en la sangre tengan invaginaciones nucleares, mientras que el 35 por ciento no tiene invaginaciones y el 5 por ciento restante tiene forma de botella.
En busca de terapias más efectivas clínicamente
Snijder y Hale señalan que sus resultados no solo son «importantes para comprender mejor cómo funcionan nuestras células inmunitarias», sino que también tienen un papel crucial en la lucha contra el cáncer, por ejemplo: «Muchas terapias novedosas utilizan células T para matar células cancerosas», dice Snijder. «Si podemos encontrar una forma de seleccionar y desplegar específicamente estas arquitecturas celulares, podemos mejorar la eficacia clínica de dichas terapias».
REFERENCIA
Cellular architecture shapes the naïve T cell response
Foto: Células T recién aisladas de la sangre de un donante humano sano. Los componentes nucleares (rojo, amarillo y azul) y los receptores de células T (verde) ponen de manifiesto la notable variabilidad de la organización espacial subcelular de nuestras células T. Crédito: Ben Hale / ETH Zurich