En el proyecto internacional, financiado por la Human Frontier Science Program, han participado investigadores de España, Estados Unidos, Australia y Brasil y ha contado con la colaboración de los científicos del CNIC y del IIBB-CSIC. El estudio lo han coordinado Albert Pol, profesor ICREA en el IDIBAPS donde dirige el equipo Tráfico de lípidos y enfermedades y profesor asociado de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la UB, y Robert G. Parton, del Instituto de Biociencias Moleculares de la Universidad de Queensland. Los primeros autores del trabajo son Marta Bosch, investigadora del grupo IDIBAPS, y Miguel Sánchez-Álvarez, del grupo de Mecanoadaptación y Biología de Caveolas del CNIC.
Los CLs son los orgánulos donde nuestras células acumulan nutrientes que, en forma de grasa, proporcionan la energía necesaria para que puedan desarrollar su función. Por ejemplo, los CLs proporcionan la energía para que el corazón pueda latir, que el hígado haga su función metabólica, o que el músculo haga su movimiento. “El cuerpo lipídico es como la despensa de nuestras células, donde acumulamos el alimento que utilizaremos más adelante. Esto sucede en todas las células eucariotas, desde las levaduras o los insectos hasta las plantas o los mamíferos”, señala Albert Pol.
Cuando los virus o las bacterias infectan la célula huésped necesitan gran cantidad de nutrientes para multiplicarse y para conseguirlos se dirigen al CL. En el estudio publicado en Science los investigadores han demostrado que, en respuesta a la infección, los CLs organizan complejos de proteínas antibióticas y antivirales que actúan de forma cooperativa para combatir al patógeno y eliminarlo. Se trata de un mecanismo que funcionaría en todas las células del cuerpo, no sólo en células profesionales del sistema inmunológico como los macrófagos. Esta estrategia de defensa también ha sido observada en insectos, sugiriendo su importancia durante la evolución de nuestra inmunidad innata.
La clave de la inmunidad innata de las células
Los investigadores han demostrado que, para protegerse de la infección, las células colocan gran cantidad de proteínas antibióticas y antivirales en los CLs. En total, comparando la superficie del CL en células normales y en células infectadas, el estudio ha identificado 400 candidatos que realizarían la función de protección de los CLs cuando entran en contacto con el patógeno. “En este estudio nos hemos centrado en seis de estas proteínas y hemos demostrado que realmente protegen durante la infección de diferentes tipos de bacterias” explica Marta Bosch.
“La concentración de estas proteínas antibióticas y antivirales en un único compartimento del interior de la célula permite crear sinergias a la vez que reducir su toxicidad y que el resto de la maquinaria celular funcione con normalidad”, señala Miguel Sánchez-Álvarez.
Además, el estudio demuestra que esta estrategia permite una respuesta de amplio espectro, es decir, hay un gran número de antibióticos y antivirales con diferentes mecanismos de acción. también permite generar mecanismos cooperativos para atacar la infección. “Se establecen sinergias entre las proteínas para, por ejemplo, una romper la membrana del patógeno y la otra destruir su material genómico”, explican los autores.
“Este estudio supone un cambio de paradigma, pues hasta ahora se pensaba que los CLs estaban al servicio de los virus o bacterias durante la infección”, señala Albert Pol. “En vista de la resistencia generalizada a los antibióticos actuales, este estudio ha descifrado un importante mecanismo de defensa que podría aprovecharse para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para frenar las infecciones”, concluye.
Referencia del estudio:
Mammalian lipid droplets are innate immune hubs integrating cell metabolism and host defense
Marta Bosch†, Miguel Sánchez-Álvarez†, Alba Fajardo, Ronan Kapetanovic, Bernhard Steiner, Filipe Dutra, Luciana Moreira, Juan Antonio López, Rocío Campo, Montserrat Marí, Frederic Morales-Paytuví, Olivia Tort, Albert Gubern, Rachel M. Templin, James E. B. Curson, Nick Martel, Cristina Català, Francisco Lozano, Francesc Tebar, Carlos Enrich, Jesús Vázquez, Miguel A. Del Pozo, Matthew J. Sweet, Patricia T. Bozza,Steven P. Gross, Robert G. Parton*, and Albert Pol*.
Science 16 Oct 2020: Vol. 370, Issue 6514, eaay8085. DOI:10.1126/science.aay8085
