Agricultura Botánica y Genética Ciencia e Investigación Estados Unidos

El descubrimiento de la ciencia vegetal puede ayudar a tratar las alergias y las deficiencias inmunes


Una colaboración dirigida por investigadores de Texas A&M AgriLife ha identificado un paso temprano de respuesta inmune que podría tener amplias implicaciones para la salud de cultivos, animales y humanos.


por Olga Kuchment, Universidad de Texas A&M


El trabajo podría generar impactos positivos tanto en la agricultura como en la medicina al descubrir nuevas formas de mejorar las respuestas inmunitarias. Por ejemplo, el trabajo crea nuevas ideas para tratar alergias y deficiencias inmunes.

«Descubrimos un mecanismo ajustado para la forma en que el huésped reconoce los componentes microbianos y activa rápidamente la respuesta inmune «, dijo Libo Shan, Ph.D., autor correspondiente del estudio y director del Instituto de Genómica y Biotecnología Vegetal, Texas A&M AgriLife Investigación. «Es un fenómeno que se conserva en plantas, humanos y animales».

Los resultados del estudio se publicaron en la revista científica Nature el 14 de mayo. Los coautores incluyeron a Ping He, Ph.D., profesor del Departamento de Bioquímica y Biofísica de Texas A&M, y colegas de la Universidad de Gante en Bélgica, la Universidad de Missouri-Columbia, Oregon State University y St. Jude Children’s Research Hospital en Memphis. Becas de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Robert A. Welch apoyaron la investigación.

Dos tipos de respuestas inmunes.

Los humanos constantemente se encuentran con gérmenes que causan enfermedades, pero podemos luchar contra la mayoría de ellos. De hecho, nacemos con la capacidad de defendernos contra una amplia gama de bacterias, virus y hongos.

Esta parte de nuestra defensa inmune, conocida como inmunidad innata, también existe en plantas y animales. Se activa en minutos después de que nuestras células perciben un microbio. Unos días más tarde, también se acumula otro nivel de defensa, el sistema inmunitario adaptativo. Este nivel de defensa ocurre en animales y humanos.

El sistema inmune innato puede ser ineficaz e incapaz de combatir las enfermedades, o puede reaccionar exageradamente de diferentes maneras que son perjudiciales para la buena salud.

Debido a que los componentes básicos de la inmunidad innata se conservan en todas las especies, Shan y sus colaboradores decidieron realizar su estudio en una pequeña planta modelo, Arabidopsis, que es fácil de cultivar y manipular genéticamente.

Creando un nuevo paradigma

El equipo realizó experimentos celulares, bioquímicos, genéticos y transgénicos en Arabidopsis, siguiendo las pistas de su trabajo anterior. Los resultados muestran una imagen de los primeros pasos de la respuesta inmune de Arabidopsis a una infección bacteriana .

Para entender esa imagen, imagina soldados constantemente vigilando a los atacantes desde la pared de un castillo. Si los invasores atacan, los soldados los toman prisioneros y envían un mensaje al rey. Este mensaje es la primera respuesta a una invasión inminente.

Algo similar sucede en una célula de Arabidopsis, que es como el castillo en la anécdota. Las proteínas especializadas en la pared celular ‘vigilan’ la evidencia de invasión. Cuando detectan una parte del mecanismo de natación de una bacteria, un flagelo, agarran el flagelo. Para enviar un mensaje al ‘rey’ o al núcleo celular, los ‘soldados’ usan diferentes enfoques. Un enfoque, descubrió el estudio reciente, es unir una pequeña proteína, ubiquitina, a una proteína mensajera llamada BIK1.

Cuando la señal se transmite al núcleo celular, se descifra el mensaje. Se envían refuerzos a la pared celular y más allá.

«Esta respuesta inmediata permite que la célula responda rápidamente movilizando un relé de señalización y energía celular y realizando cambios metabólicos», dijo Shan.

Aplicaciones agrícolas y humanas.

«Nuestro estudio llena un vacío crítico en el paso temprano de transducción de señal», dijo Shan. «Entonces, tanto desde la perspectiva agrícola como desde la perspectiva de la salud humana , este descubrimiento tiene potencial para el desarrollo estratégico».

La señal rápida que descubrió el equipo podría ayudar a controlar la respuesta inmune en humanos, dijo Shan. «Nuestro estudio sienta las bases para la detección de objetivos farmacológicos involucrados en la modificación de ubiquitina», agregó.

Y, en la agricultura, el descubrimiento podría ayudar a criar plantas con mayor resistencia a un amplio espectro de infecciones, dijo Shan.

«Esto generará impactos tanto en la práctica agrícola como en la salud humana, para afinar la inmunidad», dijo. «Proporcionamos conocimiento fundamental que contribuyó al avance científico general».


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