Científicos del CSIC en Galicia describen por primera vez que el mejillón incrementa su respuesta inmune tras dos encuentros consecutivos con el mismo patógeno

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-Los detalles de la investigación, liderada por el grupo Inmunología y Genómica (IIMCSIC,Vigo) con la colaboración de una universidad y un centro de investigación de Italia, se han publicado en Frontiers in Inmunology. El trabajo experimental se llevó a cabo en los laboratorios del IIM.
-Los científicos del CSIC, que tienen en el mejillón uno de sus principales objetos de estudio y que están en estos momentos inmersos en la secuenciación de su genoma, han observado que, a pesar de estar en contacto con multitud de patógenos potenciales, son capaces de generar una respuesta inmune especifica elevada y también de moderarla para evitar daños a sus órganos vitales. Interpretan por tanto que en esa tolerancia inmunológica puede radicar alguna de las claves de su éxito evolutivo y que sea una de las principales especies invasoras del mundo.

 

Santiago de Compostela, 17 de diciembre de 2019. El sistema inmune de los seres vivos emplea para defenderse de las enfermedades, de una forma sencilla, una respuesta específica centrada en los anticuerpos, en los que se basa la acción de las vacunas; y una respuesta inespecífica, que hasta ahora se pensaba que no tenía memoria y que que actúa como un guardián general del organismo. En este contexto, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha constatado que el mejillón, si bien carece de respuesta inmunológica específica (no tiene anticuerpos y por tanto no se le puede vacunar), es capaz de responder mejor empleando su respuesta inmune innata tras dos encuentros consecutivos con el mismo patógeno.

La investigación se ha realizado tomando como objeto de estudio el mejillón de Galicia (Mytilus galloprovincialis) y como patógeno la bacteria Vibrio splendidus. Ha estado dirigida por el grupo Inmunologúía y Genómica del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM, Vigo) y ha participado la Universidad de Trieste.

Los detalles de la investigación se publican en un artículo científico, “Inmune tolerance in Mytilus galloprovincialis Hemocytes after repeated contact with Vibrio splendidus” en la revista Frontiers in Microbiology.

El estudio se ha desarrollado en el marco de proyectos de investigación competitivos financiados por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; la Xunta de Galicia y la Unión Europea.

La investigación: contexto, objetivos y resultados

El mejillón de Galicia se encuentra ampliamente distribuido alrededor de todo el mundo y tiene un alto impacto ecológico y económico. Debido a que vive fijo a las rocas y a su alimentación por filtración -un individuo de cinco centímetros puede filtrar hasta 7,5 litros por hora- está en constante contacto con millones de microorganismos, algunos de ellos patógenos y muchos causantes de enfermedades que pueden ocasionar mortalidades masivas con pérdidas económicas millonarias.

“Se sabe que, como todos los invertebrados, carece de memoria inmune, es decir, no puede producir anticuerpos, pero sí puede responder a patógenos, heridas y estrés ambiental de una manera muy eficiente”, explica Antonio Figueras Huerta, profesor de investigación del CSIC.

No obstante, hasta este estudio, se desconocía si era capaz de modificar su respuesta inmune después de dos encuentros consecutivos con el mismo patógeno, imitando en cierta medida la memoria inmunológica de los vertebrados”, explica Figueras.

La investigación En este contexto, se diseñó un estudio para indagar en la respuesta inmune del mejillón antes y después de dos infecciones con una bacteria patógena para animales marinos. Los resultados mostraron que la especie incrementa su respuesta tras la primera infección.

“En los mejillones, algunos genes relacionados con las funciones inmunes clave se han identificado recientemente, entre los que se incluyen diferentes moléculas involucradas en reconocimiento específico de patógenos, y comparados con otros bivalvos los mejillones son particularmente ricos en péptidos antimicrobianos”, dice Novoa.

En este contexto, se acometió una investigación para estudiar la respuesta transcriptómica del mejillón antes y después de dos infecciones con Vibro splendidus, una bacteria patógena para los animales del medio marino. El fin último era caracterizar la respuesta transcriptómica y funcional del mejillón, específicamente de sus células sanguíneas: los hemocitos, después de una inyección con Vibrio splendidus, con el fin de producir mortalidad en la especie, y para analizar si se puede obtener una respuesta diferente después de una segunda interacción con el mismo patógeno.

Se ha observado que los mejillones pueden controlar la magnitud de su respuesta inmune, lo cual les permite lidiar con la exposición continua a potenciales patógenos. Se revela así la existencia de una segunda respuesta inmune no específica, algo que sería esperable en organismos con anticuerpos pero no en los que nos los tienen como los mejillones, orientada tanto a responder con mayor intensidad en la segunda infección como a controlar la respuesta inmune consiguiendo inducir procesos antiinflamatorios para minimizar el daño.

Como resultado de la primera exposición a esta bacteria se modificaron los genes relacionados con la respuesta inflamatoria, la activación de hemocitos y las respuestas a la bacteria. Sin embargo, en el segundo contacto, los resultados demostraron cambios en la estructura y función de las células encargadas de la defensa, controlando la expresión de genes pro-inflamatorios.

Estos hallazgos revelan por primera vez que “los mecanismos inmunes inespecíficos del mejillón se ven alterados tras dos contactos con el mismo patógeno. Después del segundo, la respuesta es más controlada, para no dañar los propios tejidos y para luchar contra el patógeno de forma más eficiente, minimizándose así el daño que supone para el propio mejillón un status de defensa y respuesta mantenida en el tiempo”, concluye Figueras.

“Según los científicos, el principal resultado de esta aproximación experimental es la contribución a revelar la especificidad de la respuesta inmune del mejillón que se consideraba no específica y a identificar genes asociados con este proceso. En este sentido, podría ayudar a comprender el fenómeno de priming, tolerización y entrenamiento de la inmunidad no especifica algo en lo que se está trabajando en humanos con el fin potenciar nuestra resistencia a enfermedades no solo mediante las vacunas sino mediante el entrenamiento de nuestro sistema inmune inespecífico”, concluyen los investigadores.

Referencias

Rey Campos M, Moreira R, Gerdol M, Pallavicini A, Novoa B and Figueras A (2019).
Immune Tolerance in Mytilus galloprovincialis Hemocytes After Repeated Contact With
Vibrio splendidus. Front. Immunol. 10:1894. doi: 10.3389/fimmu.2019.01894