Un grupo de investigadores del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado el papel determinante del colesterol en la capacidad de las células del sistema inmunitario para desplazarse hacia zonas con infección, inflamación o tejidos lesionados.
Los datos, difundidos en la revista “Cell Communication and Signaling”, revelan que una disminución controlada del colesterol en la membrana de las células inmunes modifica la forma en que funcionan los receptores que emplean para orientarse y migrar hasta los lugares donde deben ejercer su función defensiva.
Este avance científico abre la posibilidad de diseñar tratamientos dirigidos a frenar la migración celular cuando resulta dañina, como sucede en cuadros de inflamación crónica, en la diseminación tumoral o en diversas patologías autoinmunes.
Durante un episodio inflamatorio, las células dañadas liberan quimioquinas, unas proteínas que actúan como señales de alarma ante distintos tipos de lesión y que atraen a las células inmunitarias para que lleven a cabo su labor de protección. Estas señales químicas son detectadas por receptores específicos presentes en las membranas de los leucocitos, lo que desencadena su desplazamiento siguiendo el gradiente de concentración.
El trabajo detalla que una reducción moderada del colesterol, inducida mediante el uso de la enzima colesterol oxidasa, modifica la fluidez de la membrana celular y altera la organización y el comportamiento dinámico de uno de estos receptores, CXCR4, analizado en profundidad en este estudio. Este cambio en la membrana repercute directamente en la capacidad de los linfocitos T para migrar a favor de gradiente hacia los tejidos dañados.
Según los autores, estas conclusiones podrían tener una gran relevancia en enfermedades autoinmunes como la esclerosis múltiple o la artritis, en las que se pretende impedir que las células inmunes penetren en el sistema nervioso o en las articulaciones, así como en los procesos de metástasis tumoral, en los que limitar la migración celular contribuiría a frenar la expansión del cáncer.
El estudio también sugiere que una modificación precisa de la composición lipídica de la membrana podría convertirse en una vía para modular la actividad no solo de los receptores de quimioquinas, sino también de otros receptores implicados en la activación de múltiples respuestas celulares.
“La misma célula, con los mismos niveles de receptores, puede comportarse de forma completamente distinta si el colesterol de su membrana está alterado, algo que sucede en distintas patologías Esto es en realidad un mecanismo que permite aumentar la plasticidad de las células y su diversidad funcional”, señala Mario Mellado, investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y director del trabajo.
“Controlar el movimiento celular es clave, no solo para la defensa frente a infecciones, sino también para evitar procesos patológicos. En enfermedades autoinmunes, impedir que las células inmunes se muevan puede frenar el daño en el propio organismo. Y, en cáncer, bloquear la migración celular podría reducir las metástasis. De hecho, algunos tratamientos actuales, como los anticuerpos anti-integrina, ya se basan en esta idea para evitar que las células crucen barreras y alcancen órganos sensibles”, explica Mellado.
MOVIMIENTO CELULAR, UN MECANISMO MULTITAREA
El desplazamiento de las células es un proceso fundamental para la formación de órganos, la correcta organización de los tejidos, la cicatrización de heridas e incluso para la metástasis del cáncer. En el sistema inmunitario resulta especialmente crítico, ya que de él dependen tareas esenciales como patrullar el organismo, localizar patógenos, montar una respuesta eficaz y alcanzar con precisión el punto donde deben intervenir.
El movimiento de las células inmunes también está implicado en la infiltración de los tejidos y en la acumulación descontrolada de células del sistema inmunitario en su interior, así como en el daño tisular que aparece en enfermedades autoinmunes o en inflamaciones de carácter crónico.
Este desplazamiento no se produce al azar, del mismo modo que la distribución de los receptores en la membrana celular tampoco es aleatoria. Los gradientes de sustancias quimioatrayentes inducen la concentración de estos receptores en una región concreta de la membrana, conocida como frente de avance, lo que permite detectar los gradientes y orientar el movimiento celular en la dirección adecuada.
Se comportan como un auténtico GPS molecular que guía a las células hacia las zonas donde deben desempeñar su función. Si este sistema se desestructura, “la célula pierde la capacidad de orientarse y se mueve sin dirección alguna, pierde literalmente el rastro que debería llevarla al lugar donde ser útil”, afirma Mellado.
EL PAPEL DEL COLESTEROL EN LA MEMBRANA CELULAR
El colesterol es un componente básico de las membranas celulares, esencial para conservar su integridad, su elasticidad y la organización espacial de los receptores que se alojan en ellas. En esta investigación, el equipo redujo de forma controlada los niveles de colesterol sin comprometer la viabilidad de las células.
De este modo comprobaron que, aunque el receptor CXCR4 seguía detectando la señal de activación (la quimioquina CXCL12), era incapaz de formar los agregados necesarios para percibir correctamente los gradientes quimioatrayentes y, en consecuencia, se impedía que las células T se desplazaran en la dirección adecuada y desarrollaran una respuesta celular eficaz.