Las avispas parásitas ‘desactivan’ el sistema inmunitario de su huésped

Las avispas parásitas apagan el sistema inmunológico de las moscas de la fruta mediante el drenaje de calcio de las células sanguíneas de las moscas, un hallazgo que ofrece nuevas pistas sobre cómo los patógenos rompen las defensas del huésped. «Creemos que hemos descubierto un componente importante de la inmunidad celular, que los parásitos han aprendido a aprovechar», dice el biólogo de la Universidad de Emory, en Atlanta (Estados Unidos), Todd Schlenke, cuyo laboratorio dirigió la investigación.

   Los resultados, publicados en ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’, muestran cómo una versión de la avispa de una proteína llamada SERCA, que normalmente funciona para bombear el calcio desde el citoplasma de la célula al retículo endoplásmico, puede bloquear la respuesta inmune celular del huésped.

   El estudio de la batalla de avispa mosca para la supervivencia en el nivel molecular proporciona una nueva y poderosa herramienta para desbloquear más secretos de la inmunidad que podría aplicarse a la salud humana, dice Mortimer, quien también muestra interés en usar las moscas para entender más sobre el sistema inmunológico de los mosquitos y otros insectos vectores de enfermedades humanas.

«Antes de nuestro estudio, no había indicios de que la señalización del calcio es importante para la activación de células de la sangre después de la infección, pero el hecho de que un parásito suprima activamente esta señalización muestra lo importante que es», destaca Schlenke, quien añade que los insectos pueden servir como modelo para los sistemas inmunológicos humanos más complejos.

«Es increíble la forma en que las avispas usan una proteína en su veneno para controlar a las moscas en un nivel molecular», resalta Nathan Mortimer, becario postdoctoral en el laboratorio Schlenke que llevó a cabo los experimentos. «En lugar de matar a las células del sistema inmune de las moscas, las avispas realmente se hacen cargo de la señalización de las células sanguíneas, manipulan el comportamiento del huésped de abajo hacia arriba», agrega.

   Las moscas de la fruta y las diminutas avispas que los parasitan han coevolucionado complejas estrategias de ataque y defensa. Las avispas inyectan sus huevos en las cavidades corporales de las larvas de la mosca de la fruta, junto con el veneno para suprimir la inmunidad celular de las moscas, por lo que si estas no pueden matar los huevos de la avispa, crece una avispa larva dentro de la larva de la mosca de la fruta y comienza a comer a su huésped de adentro hacia afuera.

   En investigaciones anteriores, el laboratorio Schlenke ha mostrado como moscas de la fruta a veces utilizan alcohol en fruta podrida como una droga para matar a las avispas. En el estudio actual, los investigadores se centraron en las estrategias de ataque moleculares de las avispas y, tras secuenciar el transcriptoma de la avispa recién descrita de especies Ganaspis sp.1, tomaron un enfoque proteómico para identificar las secuencias de péptidos de la glándula del veneno de la avispa, que luego podrían vincular de nuevo a secuencias de transcripción de longitud completa.

«Hemos encontrado que el veneno de Ganaspis sp.1 es un cóctel tóxico de 170 proteínas diferentes», destaca Schlenke, quien añadq eue el componente más destacado fue la proteína que bombea el calcio SERCA, un hallazgo que les sorprendió. Bombas de calcio se encuentran en las membranas de todas las células vivas de cada animal y son necesarias para mantener la homeostasis iónica y la estabilidad celular.

«Nos preguntamos por qué las avispas inyectan a las moscas una proteína que las moscas ya tienen, y que cada célula necesita para funcionar», dice Schlenke. Los investigadores sabían de estudios que sugieren que una ráfaga de calcio en el citoplasma se asocia con la activación de células sanguíneas humanas y se preguntaron si algo similar sucedía con las moscas.

   Experimentos en una cepa de mosca transgénica con células que presentan fluorescencia en presencia de calcio revelaron que las células de la sangre mosca liberan una ráfaga de calcio en su citoplasma y que esto activa las células de la sangre para iniciar una migración de los huevos de avispa. Genéticamente, el aumento o la disminución de los niveles de calcio de células de la sangre hace a las moscas más o menos resistentes a la infección del parásito.

«El veneno de la avispa impide esta explosión de calcio y es la forma en la que los glóbulos de la mosca no se dan cuenta de que deben responder a la infección», dice Mortimer. Los experimentos mostraron que el veneno de avispa se dirige específicamente a las células de la sangre y no tiene ningún efecto sobre otras células.

   Una cuestión sin resolver es cómo una proteína SERCA, que es hidrófobo y normalmente reside en una membrana aceitosa, se mueve fuera de una célula de veneno de la avispa y se abre paso en un glóbulo de la mosca. Los investigadores presumen que las partículas similares a virus en el veneno de la avispa pueden estar involucradas. «Si no son realmente virus, parecen ser algo similar al virus que la avispa ha inventado –relata Schlenke–. Es pura especulación, pero pensamos que tal vez las avispas usan estas partículas como vehículos de suministro de las bombas de calcio».

   El estudio de la batalla de avispa mosca para la supervivencia en el nivel molecular proporciona una nueva y poderosa herramienta para desbloquear más secretos de la inmunidad que podría aplicarse a la salud humana, dice Mortimer, quien también muestra interés en usar las moscas para entender más sobre el sistema inmunológico de los mosquitos y otros insectos vectores de enfermedades humanas.

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