Un estudio arroja luz sobre por qué la inmunodeficiencia afecta sólo a un gemelo idéntico

Los científicos se preguntan desde hace tiempo por las causas de los trastornos inmunológicos en sólo uno de dos gemelos idénticos, con genes idénticos. Una nueva investigación del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, el Instituto Wellcome Sanger (Reino Unido) y sus colaboradores, ha descubierto que la respuesta se encuentra tanto en las alteraciones de la comunicación célula-célula inmunitaria como en el epigenoma, el conjunto de procesos biológicos que regulan el funcionamiento de nuestros genes.

El estudio, que se publica hoy en “Nature Communications”, es el primer atlas celular que clasifica la inmunodeficiencia variable común (IDCV) a la resolución de célula única. Los investigadores descubrieron que los “problemas de comunicación” resultantes de los defectos en los linfocitos B y otros tipos de células inmunitarias perjudicaban la respuesta inmunitaria, lo que pone de manifiesto una serie de vías que son objetivos prometedores para los tratamientos epigenéticos. Además, también identificaron importantes defectos en el epigenoma.

La inmunodeficiencia común variable (IDCV) engloba una serie de trastornos inmunitarios causados por una capacidad reducida para producir anticuerpos protectores, lo que deja al individuo vulnerable a infecciones persistentes o repetidas. Estos individuos suelen tener niveles bajos de inmunoglobulina, más conocidos como anticuerpos, debido a problemas con las células B que los crean.

Aunque los gemelos idénticos comparten el mismo genoma, la mayoría nacerá con un pequeño número de diferencias genéticas y epigenéticas y el número de variaciones aumentará a lo largo de su vida. Pero cuando un gemelo experimenta un problema de salud que su hermano no tiene, en la mayoría de los casos las diferencias genéticas por sí solas no pueden explicar por qué ha ocurrido.

Alrededor del 20% de los casos de IDCV pueden atribuirse a un defecto en un gen asociado a la enfermedad. Pero como cuatro de cada cinco casos quedan en gran medida sin explicación, los científicos han predicho que deben intervenir otros factores. Así lo confirma un estudio reciente, que relaciona la IDCV con la metilación del ADN, un proceso epigenético que aumenta o disminuye el nivel de activación de un determinado gen.

En este nuevo estudio, los investigadores del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras y del Instituto Wellcome Sanger en Londres, generaron datos con resolución celular para investigar los factores epigenéticos implicados en la IDCV. Se tomaron muestras de una pareja de gemelos idénticos, de los cuales sólo uno padecía la enfermedad, así como de un grupo más amplio de pacientes de la enfermedad y de individuos sanos.

El análisis de los participantes gemelos idénticos descubrió que no sólo el hermano con IDCV tenía menos células B, sino que los defectos de las células B daban lugar a problemas epigenéticos de metilación del ADN, accesibilidad de la cromatina y defectos transcripcionales en las propias células B de memoria. Además, los investigadores descubrieron defectos masivos en la comunicación célula a célula necesaria para que el sistema inmune funcione con normalidad.

El doctor avier Rodríguez-Ubreva, primer autor del estudio del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, señala que “el sistema inmune humano no es una entidad estática y la comunicación entre las células inmunitarias es vital para que funcione eficazmente. Podemos ver en los individuos sanos cómo se comunican las células entre sí y, a partir de ahí, identificar dónde se rompe la comunicación en los individuos con inmunodeficiencia variable común (IDCV). En el sistema inmune, esta comunicación de célula a célula es fundamental para definir la capacidad de las células B de madurar y producir anticuerpos”.

Los investigadores compararon los cambios epigenéticos y los problemas de comunicación célula a célula detectados en el gemelo que padece la IDCV con una cohorte más amplia de IDCV y descubrieron que los problemas eran los mismos, lo que proporciona un modelo sólido para caracterizar la enfermedad. El reto ahora será utilizar estos conocimientos para desarrollar nuevos tratamientos.

El Dr. Esteban Ballestar, autor principal del estudio del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, dijo: “Este es el primero de muchos estudios que analizarán la inmunodeficiencia variable común (IDCV) y otras inmunodeficiencias primarias en el intento de identificar nuevas terapias para tratar estos trastornos. Ya disponemos de opciones viables, como la terapia de sustitución de inmunoglobulinas, que espero puedan adaptarse para tratar los defectos específicos de las células B que hemos identificado aquí”.

Además de la terapia de sustitución de inmunoglobulinas, los fármacos epigenéticos también pueden utilizarse para tratar los trastornos inmunes, y los resultados de este estudio ponen de relieve una serie de vías biológicas que merecen ser investigadas en busca de nuevas dianas farmacológicas.

La doctora Roser Vento-Tormo, autora principal del estudio del Instituto Wellcome Sanger, cree que “este es el primer atlas celular que clasifica las inmunodeficiencias primarias variables comunes y será una valiosa contribución a la iniciativa del Atlas Celular Humano para cartografiar todos los tipos de células del cuerpo humano. Lo que este estudio muestra en particular es la rapidez con la que los datos del atlas celular pueden aplicarse para comprender mejor los problemas de salud específicos y abrir nuevas vías de tratamiento.”