Traducido por el equipo de SOTT.net en español

Durante mucho tiempo se ha pensado que los sistemas nervioso e inmunológico son entidades separadas en el cuerpo, pero nuevas investigaciones han descubierto una interacción celular directa entre ambos.
Branching nerve cells
© Lindsay Cameron/UC Davis
Las células nerviosas se ramifican.
Científicos de la Facultad de Medicina de Harvard, del Instituto Broad del MIT y de Harvard, MIT, y el Instituto Ragon del MGH, MIT y Harvard han descubierto que las neuronas sensibles al dolor rodean los ganglios linfáticos en los ratones, y pueden modular la actividad de estos pequeños órganos, que son partes clave del sistema inmunológico.

La nueva investigación, publicada en Cell, revela las células que median en el cruce entre los sistemas nervioso e inmunológico. También prepara el camino para más investigaciones sobre cómo el sistema nervioso regula las respuestas inmunológicas, por ejemplo, durante una infección.
lymph
© Siyi Huang, John Austin, Najat Mannoun
Los investigadores han encontrado fibras nerviosas sensoriales (rojas) que interactúan con los ganglios linfáticos (verdes) en ratones.
"Una vez que se empieza a entender cómo están estructurados estos sistemas y cuáles son los mecanismos por los que realizan sus apretones de manos biológicos, realmente se abren tremendas oportunidades para pensar en cómo modular racionalmente esas interacciones como una posible estrategia terapéutica", dijo Alex Shalek, co-autor principal del estudio, miembro del instituto Broad, miembro del Instituto Ragon, y profesor asociado de química, miembro principal del Instituto de Ingeniería Médica y Ciencia, y miembro externo del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer en el MIT.

Ulrich von Andrian, profesor de inmunopatología en la Escuela de Medicina de Harvard y líder del programa en el Instituto Ragon, es co-autor principal del estudio. Siyi Huang, un becario de postdoctorado en el laboratorio de von Andrian, es co-autor del artículo.

Iluminando el ganglio linfático

Investigaciones anteriores habían señalado una posible conexión entre las neuronas y los ganglios linfáticos. En el nuevo estudio, el equipo de investigación utilizó una variedad de métodos, incluyendo imágenes avanzadas, rastreo retrógrado, secuenciación de ARN unicelular y óptica, para mapear las conexiones entre las neuronas, las células inmunes y otros tipos de células dentro de los nódulos linfáticos en los ratones. Descubrieron que las neuronas sensoriales que se originan en una región de la médula espinal llamada ganglio de la raíz dorsal formaban una malla que inervaba, o hacía conexiones, en toda la periferia del ganglio linfático.

De las miles de células sensoriales en el ganglio de la raíz dorsal, el grupo identificó sólo un puñado que contribuyen a este acoplamiento en un solo nodo linfático. "Encontramos las 20 agujas o más en un pajar que están inervando un ganglio linfático", dijo Carly Ziegler, una estudiante graduada de la Universidad de Harvard y del MIT que está en el laboratorio de Shalek y es co-autora del estudio. "Identificar y escoger ese cuerpo celular específico en un conjunto diverso de neuronas fue realmente un desafío".

Utilizando la secuenciación de ARN unicelular para analizar la expresión genética de estas células sensoriales, el equipo descubrió que las células eran principalmente neuronas sensibles al dolor. Los análisis posteriores revelaron que estas neuronas eran muy diversas en los genes que se manifestaban, y que expresaban proteínas sinápticas y moléculas de superficie celular diferentes a las neuronas sensoriales que inervan la piel, lo que sugiere diferentes modos de comunicación entre células.

Para confirmar si las neuronas estaban interactuando con el ganglio linfático, los investigadores indujeron respuestas inmunes artificiales en los ratones y encontraron que las neuronas sensibles al dolor respondieron aumentando su densidad dentro del ganglio linfático en crecimiento. Esto sugiere que las neuronas sensoriales pueden percibir y responder eficazmente a los cambios en el nódulo linfático.

Los científicos también descubrieron que esta comunicación era bidireccional: las propias neuronas pueden modular las células en el nodo linfático. Los investigadores utilizaron la óptica para activar estas neuronas y observaron cambios en la expresión de los genes en células específicas del ganglio linfático, incluyendo las células endoteliales.

El hallazgo indica que estas neuronas no son meros espectadores. "Encontramos que en realidad pueden cambiar mucho el entorno local del nodo linfático y parecen estar influyendo específicamente en células y estructuras particulares", dijo Ziegler.

Los investigadores siguen aprendiendo más sobre el papel de estas neuronas en los nódulos linfáticos, como por ejemplo qué mecanismos están utilizando para interactuar con los nódulos linfáticos, si están movilizando partes específicas del sistema inmunológico, y qué sucede si estos circuitos celulares carecen de ellos o son disfuncionales.

El estudio también proporciona un marco para que los investigadores diseccionen las conexiones entre otros sistemas del cuerpo. "Estamos comenzando a descubrir cómo armar juegos de herramientas que vienen de múltiples campos", dijo Shalek. "Eso nos ayudará a obtener nuevos conocimientos biológicos sobre cómo funcionan nuestros cuerpos como un único sistema integrado".
Más información: Los nódulos linfáticos de Siyi Huang y otros están inervados por una población única de neuronas sensoriales con potencial inmunomodulador, Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.11.028 Información de la revista: Cell