Cómo su sistema inmunológico usa el caos para prevenir enfermedades
Nueva investigación, que aparece en la revista. Comunicaciones de la naturaleza, revela un nuevo mecanismo que está en juego en la función celular. Los cambios caóticos de las concentraciones de proteínas ayudan a mantener nuestro sistema inmunológico alerta y funcional, previniendo enfermedades crónicas, como el cáncer y la diabetes.
La investigación moderna ha descubierto muchos de los mecanismos defectuosos que están en juego en el cáncer, pero a la ciencia le queda mucho por descubrir.
A nivel celular, algunos de estos mecanismos giran en torno a lo que los expertos médicos denominan vías de señalización. Las vías de señalización celular regulan el crecimiento, la supervivencia y la proliferación de las células.
En el cáncer, algunas proteínas de señalización son hiperactivas, lo que conduce al crecimiento y la proliferación de células tumorales, mientras que otras, que normalmente actuarían como supresores de tumores, no funcionan correctamente.
Comprender la dinámica que está en juego dentro de las células es, por lo tanto, clave para prevenir y superar el cáncer y muchas otras enfermedades crónicas.
Es posible que una nueva investigación haya abierto nuevos caminos a este respecto, ya que tres científicos han descubierto un nuevo mecanismo de regulación celular: el caos.
El investigador doctoral Mathias Heltberg y el profesor Mogens Høgh Jensen, ambos del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague en Dinamarca, junto con Sandeep Krishna del Centro Nacional de Ciencias Biológicas en Bangalore, India, se propusieron investigar cómo una proteína en particular estimula los genes actividad.
Los científicos encontraron que la dinámica caótica es la respuesta. La proteína que estudiaron es el factor nuclear κB (NF-kB).
NF-kB es clave para mantener el sistema inmunológico del cuerpo alerta y funcional. Por lo tanto, los hallazgos pueden ayudar a evitar más que el cáncer: la diabetes y la enfermedad de Alzheimer también podrían ser objetivos si los investigadores comprenden mejor cómo funcionan las defensas naturales del cuerpo.
El caos es esencial para la respuesta inmunológica
NF-kB es un factor de transcripción que es fundamental para las "funciones inmunes innatas y adaptativas" y también media las respuestas inflamatorias. Como resultado, sus niveles en el cuerpo fluctúan con el tiempo, lo que afecta la función genética y celular.
Estudios recientes han demostrado que la señalización de NF-kB también juega un papel crucial en el cáncer, proporcionando el vínculo entre el desarrollo del cáncer y la inflamación.
En el estudio actual, el profesor Jensen y sus colegas utilizaron cálculos matemáticos y experimentos de laboratorio para demostrar que los altibajos caóticos en las concentraciones de NF-kB activan genes que de otra manera permanecerían en silencio.
La proteína NF-kB debe estar en un estado caótico para activar los genes correctos que permitan una respuesta inmune óptima, mostró el estudio.
Hasta ahora, los investigadores creían que todos los organismos vivos evitaban las dinámicas caóticas. Pero el nuevo estudio desafía esta creencia, ya que los investigadores muestran que los cambios caóticos en las concentraciones de proteínas son fundamentales para activar genes clave.
"El caos es una dinámica matemáticamente bien definida, una que, por ejemplo, se ha utilizado anteriormente para explicar grandes cambios en los sistemas meteorológicos", explica el profesor Jensen.
“Con la enorme complejidad que caracteriza a los seres vivos de orden superior, es evidente que se producirán dinámicas caóticas en diferentes tipos de sistemas. Pero cómo el caos juega un papel decisivo en las células vivas es completamente nuevo ”, agrega el investigador.
Implicaciones para la diabetes, el cáncer, la enfermedad de Alzheimer
Los investigadores también notan las implicaciones terapéuticas de los hallazgos. Los nuevos medicamentos, dice Heltberg, coautor del estudio, podrían "asegurar la función adecuada de las proteínas".
“Las terapias también podrían involucrar la extracción y análisis de células de un cuerpo para evaluar si las células están en las condiciones adecuadas para tener los cambios correctos”, continúa Heltberg.
"Si no es así, es posible predecir y descubrir enfermedades antes de que ocurran".
El profesor Jensen está de acuerdo:
"Los resultados pueden tener un impacto tremendo en nuestra comprensión de cómo funciona el sistema inmunológico y cómo se podría evitar la incidencia de algunas de las enfermedades más graves, como la diabetes, el cáncer y el Alzheimer".
Prof. Mogens Høgh Jensen
