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El cáncer, las infecciones por microorganismos y el rechazo a trasplantes, entre otras patologías, tienen con frecuencia detrás el concurso de los denominados receptores purinérgicos. ... Se trata de un elemento con funciones centrales «en prácticamente todos los sistemas fisiológicos humanos», explica Julieta Schachter, que lleva estudiando los mecanismos asociados a la activación de estos receptores en macrófagos desde su doctorado, en la Universidad Federal de Río de Janeiro.
Schachter se encuentra ahora, desde principios de septiembre y gracias a la Fundación Séneca, desarrollando una estancia investigadora en el Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria (IMIB), que concluirá a finales del mes de febrero.
Para entender su proyecto conviene remontarse varias décadas de avances científicos atrás. Comencemos por 1929. Ese año se conoció por primera vez el papel en las reacciones metabólicas intracelulares de la denominada molécula ATP (adenosín trifosfato). La energía que necesitan las células para realizar sus reacciones químicas, que es tanto como hablar de la energía que precisamos los seres vivos que las portamos, precisan de esta molécula, de la que trascendieron sus funciones en el medio extracelular más recientemente. En torno a las décadas de 1960 y 1970, explica Schachter, «se consolidó la idea de que el ATP extracelular es un transmisor químico», que puede «desencadenar respuestas en células vecinas» o también en las que los libera.
En los años 1980 continuaron avanzando los conocimientos y se descubrieron los ya citados receptores purinérgicos, relacionados con el ATP y presentes en la mayoría de las células de los mamíferos. Su activación, apunta la especialista, «genera diversas respuestas celulares», según distintos condicionantes», al tiempo que ya se sabe de la existencia de enzimas, las llamadas ectonucleotidasas, capaces de eliminar el ATP.
Este conjunto de fenómenos, ahora conocido como «homeostasis del ATP extracelular», está recibiendo en los últimos años cada vez más atención por parte de la comunidad científica; básicamente por esa constatación de que los receptores purinérgicos tienen funciones centrales en prácticamente todos los sistemas fisiológicos humanos, incluido su participación determinante en patologías como las mencionadas.
«Una de las funciones del ATP extracelular es activar al sistema inmune», añade la investigadora. Cuando su presencia aumenta en el exterior de la célula el sistema inmunológico lo detecta como una señal de peligro, «ya que podría ser un indicio de daño celular». De ahí que sea un activador de la inflamación, que es la primera respuesta inmune en mamíferos. Esa respuesta se caracteriza por la activación de células como macrófagos, neutrófilos y basófilos (entre otros) «y constituye la primera línea de defensa frente a un daño en el organismo».
Este daño, aclara la experta, puede ser causado o no por patógenos, «y en todos los casos células y mediadores químicos inflamatorios orquestarán una respuesta compleja que puede llevar a la resolución del daño o a una inflamación a largo plazo», lo que en definitiva «puede ser perjudicial para el organismo». De ahí que el estudio de los mecanismos que activan y regulan la inflamación resulte vital para la salud humana.
La profesora describe a la ATP, objeto de su investigación, como «una molécula simple y altamente conservada en la evolución de la vida». Se la considera, añade, «la 'moneda energética' intracelular». Es, continúa, uno de los precursores del ARN y del ADN de todos los organismos vivos.
«El hecho de que además sea un mensajero químico extracelular me pareció fascinante cuando escuché por primera vez esta idea, allá por el año 2000. En ese momento recién había terminado la universidad y ningún libro de texto me había hablado de ello. Además, el sistema inmune siempre me ha parecido el más interesante de todos los sistemas fisiológicos, dado la complejidad y la cantidad de células y factores que se combinan en una determinada respuesta. Es como 'La Guerra de las Galaxias', con clones incluidos, dentro de un organismo vivo. Entonces, entender como una molécula pequeña y 'primitiva' puede ser tan determinante para la organización de respuestas fisiopatológicas complejas, que involucran diversos tipos celulares y cientos de otros mediadores químicos intra y extracelulares, me parece una tarea a la que vale la pena dedicarle toda la vida».
Una nueva pieza en este puzle de combatientes intergalácticos que se baten en el interior de nuestro cuerpo, siguiendo el símil de Schachter, son los inflasomas, como son conocidas desde hace unos 20 años un conjunto de proteínas intracelulares «que se activan durante la inflamación y son responsables por la liberación de citocinas, principales mediadores inflamatorios solubles, y la inducción de muerte celular». Resulta que el ATP extracelular es un activador de un tipo específico de inflamasoma llamado NLRP3, «que se expresa sobre todo en macrófagos». Son unas células clave para la activación de la respuesta inflamatoria y también para su regulación, «ya que son importantes también en la finalización de la respuesta inflamatoria, evitando que este proceso se prolongue demasiado en el tiempo y acabe perjudicando al organismo».
Hace poco, finalmente, «se ha demostrado que la regulación del inflamasoma está involucrada en el desarrollo y la evolución de diversas patologías humanas, como la sepsis, la aterosclerosis, la diabetes de tipo dos, la gota, la hipertensión arterial y la infección por diversos patógenos, tanto bacterias como protozoos y hongos».
Una vez compuesto el rompecabezas, lleno de microscópicas piezas cuyos movimientos pueden tener grandes consecuencias para la salud humana, se entiende mejor la investigación liderada por esta profesora del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, en Buenos Aires, que desarrolla ahora su trabajo en el IMIB con el doctor Pablo Pelegrín Vivancos. «Nuestra investigación consiste en descubrir los mecanismos moleculares que relacionan la activación del inflamasoma NLRP3 y la regulación de las concentraciones del ATP en el medio extracelular» resume. El modelo de estudio en el que se han centrado, revela, son los macrófagos. «Nos interesa saber cómo estas células pueden liberar ATP en respuesta a la activación del inflamasoma y cómo el ATP que es liberado puede, a su vez, regular el funcionamiento del inflamasoma».
«Además &ndashcontinúa&ndash, estamos investigando la capacidad que tienen los macrófagos de eliminar el ATP extracelular mediante las ectonucleotidasas presentes en sus membranas». Estos mecanismos involucran distintos tipos de moléculas, tanto moléculas que funcionan como canales para liberación de ATP, como moléculas de señalización intracelular y diversas enzimas de membrana.
«Nuestra investigación busca identificar estos mecanismos específicos, ya que podrían ser blancos de futuras estratégicas terapéuticas para el tratamiento de las patologías asociadas mencionada». Un complejo puzle con un magnífico premio cuando se completa: nuestra salud.
«Si bien existen numerosos grupos que estudian el ATP extracelular y los receptores purinérgicos, el área ha crecido tanto en los últimos años que difícilmente otro grupo desarrollará una investigación similar a la nuestra», afirma la doctora Julia Schachter, ahora en el IMIB murciano, pero que desarrolla su actividad habitual en la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires, en Argentina. La experta explica que el grupo del doctor Pablo Pelegrín Vivancos, en el que ahora desarrolla su actividad hasta finales de febrero, y el suyo siguen líneas de investigación similares, «y nuestros objetivos comunes nos han llevado a colaborar de manera esporádica desde hace algunos años».
Actualmente, «y gracias a la Fundación Séneca, esta colaboración se ha materializado en una estancia que ya ha dado resultados prometedores» en esta particular 'guerra de las galaxias' a mínima escala y máximo resultado para la salud. Sobre su estancia «en el laboratorio murciano del doctor Pelegrín», a cuyo grupo considera como «uno de los líderes mundiales» en su campo, la doctora Schachter constata, además, una realidad de financiación científica muy distinta de la que ella procede.
«Desgraciadamente, en este momento en Argentina, con una inflación acumulada de más del 100% en lo que va del año, la desvalorización de la moneda frente al dólar y la dependencia de materiales importados para la experimentación científica, es sumamente difícil desarrollar investigaciones del nivel que se observa hoy en los laboratorios de España».
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