Diagrama que muestra los componentes de los sistemas circulatorios de los mosquitos y el reclutamiento inducido por la infección de células inmunitarias al corazón por las vías IMD y JNK. Crédito:Universidad de Vanderbilt
Los biólogos de Vanderbilt han descubierto las vías genéticas que vinculan los sistemas inmunológico y circulatorio de los mosquitos durante la lucha contra la infección. Un mosquito que lucha contra una infección de malaria o bacterias atrae células inmunitarias a su corazón que filtran los microbios que fluyen en su sangre, llamados hemolinfa. El descubrimiento de dos vías que vinculan la inmunidad y la circulación de la hemolinfa es una importante contribución a la comprensión de cómo los mosquitos, que son vectores de enfermedades, responden a la infección.
Julián F. Hillyer, profesor de ciencias biológicas, y su equipo de investigación investigan la fisiología de los mosquitos y, en concreto, cómo el corazón del mosquito bombea hemolinfa, cómo sus células inmunitarias combaten las infecciones y cómo interactúan estos procesos.
En algunos casos, los mosquitos vencen la infección a través de células inmunológicamente activas en el corazón. Debido a que el sistema circulatorio de los mosquitos contiene solo un vaso que se contrae y no tiene arterias ni venas, su hemolinfa fluye libremente por todo el cuerpo. "Los insectos despliegan una poderosa respuesta inmunitaria contra la infección, con células inmunitarias que se agregan en el corazón para destruir los microbios que pasan. Sin embargo, los mecanismos genéticos que guían estas células inmunitarias al corazón siguen siendo desconocidos", dijo Yan Yan, Ph.D., líder investigador en el proyecto.
El equipo de Hillyer estudió la expresión de cada gen en el corazón del mosquito e identificó las vías genéticas que se activan significativamente en el corazón cuando ocurre una infección. Al interrumpir estas vías usando una técnica llamada interferencia de ARN, los investigadores descubrieron cómo están involucradas las vías genéticas.
Corazón de mosquito, extraído del abdomen de un mosquito. El músculo cardíaco se muestra en verde y las células inmunitarias se muestran en rojo. Crédito:Universidad de Vanderbilt
La vía de la inmunodeficiencia, que produce y secreta proteínas inmunitarias, también recluta células inmunitarias que flotan libremente para asentarse en el corazón. El equipo también descubrió que una vía que desempeña un papel en la longevidad, la reproducción y la defensa lleva las células inmunitarias al corazón. Las células inmunitarias que llegan al corazón comen y digieren microbios, lo que aumenta la probabilidad de que un mosquito supere la infección.
Hillyer, Yan y su equipo plantean la hipótesis de que las vías genéticas identificadas en este estudio impulsan respuestas inmunitarias en los corazones de otros insectos, incluidos vectores de enfermedades, plagas agrícolas y polinizadores de cultivos, porque los sistemas inmunitario y circulatorio están funcionalmente integrados en todo el árbol de la vida de los insectos. y se conservan evolutivamente en el linaje de los insectos.
"Esta investigación podría sentar las bases para nuevas estrategias que protejan a los insectos beneficiosos o dañen a los perjudiciales", agregó Hillyer.
Para continuar con este avance en el conocimiento, el equipo de Hillyer está investigando cómo la interrupción de la ruta afecta las contracciones del corazón de los insectos y está buscando factores específicos del corazón que actúen como "señales de búsqueda" para la llegada de las células inmunitarias al corazón.
El artículo, "La inmunodeficiencia y las vías de la quinasa N-terminal c-Jun impulsan la integración funcional de los sistemas inmunológico y circulatorio de los mosquitos" se publicó en la revista Open Biology el 7 de septiembre. + Explora más
