Los ritmos circadianos que “rigen” la mayoría de los procesos normales de los seres vivos en 24 horas son uno de los mecanismos biológicos más básicos. Ahora, investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE) en Suiza y la Universidad Ludwig-Maximilian (LMU) en Munich, Alemania, descifrando los mecanismos de migración celular asociados con la respuesta inmune han demostrado que la actividad del sistema inmunológico del día.
Función inmunológica máxima temprano en la mañana
Para ser precisos, la migración de células inmunitarias de la piel a los ganglios linfáticos fluctúa en 24 horas. La función del sistema inmunológico alcanza su punto máximo temprano en la mañana para los humanos, al final del descanso nocturno antes de que comiencen las actividades diurnas.
Estos hallazgos, publicados en la revista Nature Immunology, sugieren que se debe tener en cuenta la hora del día a la hora de administrar vacunas o inmunoterapias contra el cáncer para aumentar su eficacia.
El sistema inmunitario «lento» pero vitalmente adquirido
A diferencia del sistema inmunitario innato o innato que reacciona inmediatamente pero no de manera dirigida a los invasores, el sistema inmunitario adaptativo adquirido «construye» una respuesta a largo plazo que está dirigida contra cualquier agente infeccioso.
«El sistema inmunitario adquirido tarda semanas en ‘estructurar’ su respuesta específica a cada patógeno. Esta respuesta se mantiene luego durante mucho tiempo gracias a un mecanismo de memoria celular». explicó el jefe del estudio Cristóbal Sirman, Profesor del Departamento de Patología e Inmunología del Centro de Investigación Inflamatoria de Ginebra (GCIR), que forma parte de la Facultad de Medicina de UNIGE.
“Este es, por ejemplo, el mecanismo típico que funciona cuando alguien se vacuna contra un virus”.
La migración de las células dendríticas
Para comprender el papel de los ritmos circadianos en la activación del sistema inmunitario, los investigadores estudiaron la migración de las células dendríticas de la piel al sistema linfático, uno de los pilares del sistema inmunitario adaptativo.
Las células dendríticas se encuentran en muchos órganos, incluida la piel, y migran a través de los vasos linfáticos hacia los ganglios linfáticos donde están presentes los antígenos, para provocar una respuesta inmunitaria contra un patógeno.
La migración de las células dendríticas de la piel a los vasos linfáticos depende de la hora del día. En la imagen, las células dendríticas de ratón (verde) migran a los vasos linfáticos (rojo). Los vasos sanguíneos se muestran en azul (UNIGE – Christoph Scheiermann)
relojes sincronizados
Los científicos primero observaron la capacidad migratoria de las células dendríticas en ratones cuatro veces al día y luego hicieron el mismo estudio en ratones sin relojes internos funcionales.
«Para que la migración celular se lleve a cabo correctamente, no solo las células dendríticas sino también los vasos linfáticos deben responder a un ritmo circadiano». dijo oh Esteban Holtkamp, quien en el momento del estudio era investigador en el Centro Biomédico de la Universidad Ludwig-Maximilian y el primer autor del estudio.
Por lo tanto, el reloj circadiano debe funcionar correctamente en ambos lados del mecanismo: tanto en las células como en su entorno. Si esto no sucede, no hay un pico en la actividad del sistema inmunológico, que eventualmente opera continuamente en cámara lenta.
«Gobernador» es la alternancia del día y la noche
Luego, los investigadores repitieron el experimento con células de piel humana extraídas de pacientes en diferentes momentos del día. «Hemos identificado muchas moléculas diferentes, a saber, las quimiocinas, que están involucradas en el proceso de migración y cuya expresión está regulada por relojes circadianos». aclaró el Dr. Sirman. «Se encontraron exactamente las mismas moléculas en células humanas y de ratón, pero siguiendo el ritmo opuesto que correspondía a los estilos de vida de las dos especies: nocturno para roedores, diurno para humanos. Esto confirma que ese ritmo está regido por la actividad física basada en la alternancia del día y la noche”.
Efecto sobre vacunas y tratamientos.
Datos adicionales también muestran que si se estimula el sistema inmunitario en diferentes momentos del día, se producen las mismas fluctuaciones con el pico de Mañana. Pero, ¿por qué existen estas fluctuaciones en el sistema inmunológico?
«Los ritmos circadianos son un sistema de almacenamiento de energía con el fin de hacer el mejor uso posible de las reservas de energía de acuerdo con las necesidades más inmediatas del cuerpo. ¿Podría ser esta una forma de que el sistema inmunitario esté alerta cuando existe un mayor riesgo de exposición a patógenos, como a través del consumo de alimentos o mediante interacciones sociales?
¿Podemos ser más vulnerables a los patógenos por la tarde y la noche? Es imposible dar una respuesta en este momento”, señalaron los investigadores.
En cualquier caso, el papel de los ritmos circadianos en el sistema inmunitario recién ahora se está desvelando y puede resultar vital tanto para vacunas preventivas y para el tratamiento de tumores como para el manejo de enfermedades autoinmunes.
