Las razones detrás de la pérdida de grasa y músculo durante una infección

Este comportamiento del organismo, conocido como desgaste, podría ser beneficioso en la lucha contra los patógenos, según un estudio realizado por el Instituto Salk. De qué forma este hallazgo podría impulsar el desarrollo de terapias más efectivas.

Las infecciones provocan la reprogramación de los procesos metabólicos del huésped. Clínicamente, la respuesta más obvia a la infección es el desgaste de las reservas de energía. Aunque pueden presentarse con muchos síntomas diferentes, uno de los más comunes es la pérdida de grasa y músculo, un proceso llamado desgaste.

Ante esta situación, los científicos del Instituto Salk querían saber si la emaciación, la manifestación clínica de delgadez excesiva, causada usualmente por enfermedad o falta de nutrición, era beneficiosa para combatir las infecciones. Los investigadores del laboratorio de Janelle Ayres descubrieron que la respuesta de desgaste a la infección por T. brucei en ratones se produce en dos fases, cada una regulada por diferentes células inmunitarias.

Y si bien la pérdida de grasa no benefició la lucha contra las infecciones, la pérdida de masa muscular sí lo hizo, una pista sorprendente de que algo de desgaste puede ayudar a controlar la enfermedad.

Los hallazgos, publicados en Cell Reports, pueden informar el desarrollo de terapias más efectivas que eviten la emaciación y aumenten la comprensión de cómo influye en la supervivencia y la morbilidad en infecciones, cánceres, enfermedades crónicas y más.

“A menudo hacemos suposiciones de que las condiciones como la emaciación son malas, ya que a menudo coinciden con tasas de mortalidad más altas”, explicó la autor principal Ayres, presidente del Instituto Salk Legacy y directora del Laboratorio de Fisiología Molecular y de Sistemas. Al tiempo que destacó que se pueden “encontrar respuestas sorprendentes y perspicaces que pueden ayudarnos a comprender la respuesta humana a la infección y cómo podemos optimizar esa respuesta”.

Defender el cuerpo de un invasor requiere mucha energía. Estudios anteriores sugirieron que este consumo de relacionado con el sistema inmunológico tenía la desafortunada consecuencia del desgaste. Pero Ayres y su equipo tenían curiosidad por saber si ese proceso podría ser beneficioso y no solo un efecto secundario.

Las células inmunitarias especializadas llamadas células T son lentas para responder a las infecciones, pero cuando lo hacen, se adaptan para combatir la infección en particular. Ayres estaba interesada en saber si eran estas moléculas causaban el desgaste y, si son responsables de la afección, eso indicaría que el desgaste no es simplemente un efecto secundario improductivo de las células inmunitarias hambrientas de energía.

¿Células inmunitarias hambrientas?

Las células de interés se denominan células T CD4+ y CD8+. Las primeras lideran la lucha contra las infecciones y pueden promover la actividad de las células segundas, que pueden matar a los invasores y a las células cancerosas. Ambas a menudo trabajan juntas, por lo que los investigadores plantearon la hipótesis de que su papel en la emaciación también podría ser un esfuerzo cooperativo.

Para determinar la relación entre ambas células y el desgaste, los investigadores recurrieron al parásito T. brucei. Debido a que vive en la grasa y puede bloquear la respuesta inmunitaria adaptativa, que incluye a las células T, fue un modelo de infección perfecto para sus preguntas sobre la pérdida de grasa y cómo dichas células intervienen en ese proceso.

El equipo investigó por un lado el papel de las células T CD4+ y CD8+ durante la infección por T. brucei y por otro, cómo la eliminación de ambas células cambió la longevidad, las tasas de mortalidad, los síntomas del parásito y la cantidad de parásito presente en los ratones infectados. Los investigadores encontraron que las células T CD4+ actuaron primero e iniciaron el proceso de pérdida de grasa. Posteriormente, pero de manera completamente independiente, las células T CD8+ iniciaron el proceso de pérdida de masa muscular.

La pérdida de grasa inducida por las células T CD4+ no tuvo impacto en la capacidad de los ratones para luchar contra T. brucei o para sobrevivir a la infección. Sin embargo, la atrofia muscular inducida por las células T CD8+, contrariamente a las suposiciones tradicionales sobre la atrofia, ayudó a los ratones a combatir la T. brucei y sobrevivir a la infección.

“Nuestros descubrimientos fueron tan sorprendentes que a veces me preguntaba si hicimos algo mal. Obtuvimos resultados sorprendentes de que los ratones con sistemas inmunitarios en pleno funcionamiento y aquellos sin células T CD4+ vivieron la misma cantidad de tiempo, lo que significa que esas células y la pérdida de grasa que causaron fueron completamente desechables para combatir el parásito. Y más allá de eso, descubrimos que los subtipos de células T normalmente cooperativos funcionaban de forma totalmente independiente entre sí”, explicó el primer autor Samuel Redford, investigador visitante actual y ex estudiante de posgrado en el laboratorio de Ayres

Los hallazgos ilustran el importante papel de las células inmunitarias en la pérdida de grasa y músculo y la necesidad de comprender la función de tales respuestas para informar las intervenciones terapéuticas. “Podemos aprender mucho sobre nuestro sistema inmunológico al observar los entornos y las infecciones con las que hemos coevolucionado”, señaló Ayres.

“Si bien T. brucei es un caso interesante e importante, lo que es emocionante es extrapolar nuestros hallazgos para comprender, tratar y superar cualquier enfermedad que implique emaciación inmunomediada: parásitos, tumores, enfermedades crónicas y mucho más”, agregó el experto.

En cuanto el futuro, adelantaron que el equipo examinará el mecanismo de las células T en otros mamíferos y, finalmente, en humanos. También quieren explorar con más detalle por qué se produce la pérdida de masa muscular y por qué las células T CD4+ y CD8+ desempeñan estas funciones distintas. De la tarea también participaron Siva Karthik Varanasi, Karina Sánchez y Natalia Thorup, todos del Instituto Salk.

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