El premio Nobel de Medicina o Fisiología relacionado con la investigación en el funcionamiento del sistema inmune

Por Nicolás Jouve (Catedrático de Genética – Miembro de CíViCa)

La Fundación Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo ha distinguido con el Premio Nobel de Medicina o Fisiología de 2011 al estadounidense Bruce Beutler, al francés Jules Hoffmann y al canadiense Ralph Steinman (fotografías de izda. a dcha.), implicados en el estudio del sistema inmunológico del cuerpo humano, según anunció el 3 de Octubre el Instituto Karolinska.

El premio de 10 millones de coronas suecas (1.1 millones de euros) se ha dividido en dos partes. La primera mitad le ha sido otorgada a Bruce Beutler y Jules Hoffmann «por sus descubrimientos acerca de la activación de la inmunidad innata», y la segunda ha sido concedida a Ralph Steinman «por su descubrimiento de las células dendríticas y su papel en la inmunidad adaptativa».

En la respuesta inmunológica de los vertebrados en general y de los mamíferos en particular, participan muchos tipos de proteínas, células, tejidos y órganos, los cuales interaccionan de forma muy elaborada y dinámica. Los trabajos de estos tres investigadores han contribuido a desentrañar su funcionamiento.

La «Inmunidad innata» está constituida por mecanismos existentes antes de que se desarrolle la infección. Producen respuestas inmediatas a los microorganismos (virus, bacterias, gram+ o gram-, protozoos, hongos, etc.). Sus componentes principales son las barreras físicas y químicas, células fagocíticas, células citocidas naturales y proteínas sanguíneas (principalmente el sistema del complemento).

Jules Hoffmann había trabajado desde 1980 con un modelo animal, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, llegando a observar que las moscas que  carecían de un gen denominado Toll morían tras infecciones con hongos. Por su parte, Bruce Beutler había identificado un gen en el ratón implicado en el reconocimiento de bacterias gram-, como la Escherichia coli, cuya actividad evita su muerte por «choque séptico» (disminución en la presión arterial potencial por la presencia de bacterias en la sangre, que conduce a un fallo multiorgánico y la muerte). Este gen, al igual que sucede con otros previamente descubiertos comunes en invertebrados y vertebrados, está relacionado evolutivamente -es homólogo– con el gen Toll de la Drosophila, razón por la que se le denominó «Toll-like receptor» o TLR. La mayor complejidad del genoma de los mamíferos ha determinado que en estos seres haya hasta 13 versiones diferentes del gen TLR, especializadas cada una de ellas en reconocer a un tipo de microorganismos potenciales invasores (virus, bacterias, gram+ o gram-, protozoos, hongos, etc,). Los genes TLR son capaces de activar las células dendríticas, descritas por primera vez por Ralph Steinman.

Las células dendríticas son un tipo de células especializadas del sistema inmunológico de los mamíferos que se transforman y se activan a partir de monocitos del tejido hematopoyético (médula ósea). Su  función principal es la reconocer antígenos (moléculas pertenecientes a elementos extraños al organismo como los virus, bacterias u otro tipo de invasores, activadores del sistema inmunológico), capturarlos, procesarlos y transportarlos a los nódulos linfáticos para su interacción con los linfocitos B y T (células del sistema inmunológico) encargados de la repuestas inmunológica. Las células dendríticas están presentes en pequeñas cantidades principalmente en la piel, en el revestimiento interno de la nariz, pulmones, estómago e intestinos. Las células dendríticas son por tanto clave para redirigir y orquestar la respuesta inmune adaptativa o específica frente a los patógenos. Son por así decirlo los mensajeros entre el sistema inmune innato y el adaptativo. La activación de un determinado TLR en las células dendríticas determina el tipo de respuesta inmune más indicado para cada tipo de patógeno.

Lo que Bruce Beutler y Jules Hoffmann han hecho ha sido contribuir al conocimiento de los mecanismos de reconocimiento de los elementos extraños (virus, bacterias, protozoos, etc.) y el modo de activar la respuesta inmune. Por su parte Ralph Steinman ha descubierto el papel de las células dendríticas del sistema inmune y su capacidad única para activar y regular la inmunidad adaptativa, la última etapa de la respuesta inmune durante la cual los microorganismos extraños son eliminados del cuerpo.

Lo importante del trabajo de estos tres galardonados está en la vertiente aplicada. El trabajo de los tres investigadores tiene una gran importancia por haber permitido desarrollar vacunas contra enfermedades infeccionas y nuevas estrategias para combatir el cáncer. Ha supuesto el desarrollo de las bases de la llamada inmunoterapia contra el cáncer, que utiliza al propio sistema para combatir las células tumorales. Ejemplo de ello es su aplicación al propio Ralph Steinman, que murió el  sábado 30 de septiembre, a los 68 años de edad, como consecuencia de un cáncer de páncreas, poco antes de que fuera anunciado el premio. El proceso de su propia enfermedad se ralentizó merced a un tipo de inmunoterapia diseñada por él mismo y basada en la actividad de las células dendríticas.

Los descubrimientos de estos Nobel han abierto nuevas espectativas para desarrollar la prevención y terapia contra infecciones, cáncer y enfermedades inflamatorias. Además, el conocimiento del funcionamiento del sistema inmunológico aporta pistas para abordar el tratamiento de enfermedades inflamatorias, como la artritis o el reuma, en los que el sistema inmunológico se vuelve contra el propio organismo.