El secreto mejor guardado de las alergias: por qué se producen

Se sabe que entre el 20% y el 25% de la población mundial sufre algún tipo de alergia, es decir, casi una de cada cuatro personas. Mucha gente, si se tiene en cuenta que hasta ahora aún no se conoce exactamente el mecanismo por el cual algunas de las alergias se generan. Claro que existen numerosos estudios realizados sobre la alergia y sus mecanismos de acción, y con ese conocimiento se han desarrollado los fármacos que están disponibles actualmente, pero el proceso molecular mediante el que se liberan sustancias proinflamatorias (como la histamina) al espacio que rodea a las otras células y da lugar a los síntomas más conocidos (inflamación, rinitis, picazón, sarpullidos, asma, etc.) aún permanece sin ser totalmente comprendido por la ciencia.

En tratar de desvelar ese interesante secreto de la naturaleza trabaja el grupo de Biomembranas de la Universidad de Murcia, el cual también forma parte del Instituto Murciano de Investigaciones Biosanitarias (IMIB). En concreto, David López Martínez y Emilio M. Serrano, contratados predoctorales del Ministerio de Universidades y de la Universidad de Murcia, en colaboración con Antonio Luis Egea, contratado postdoctoral en el Centro de Investigación del Cáncer de Marsella, y bajo la dirección de los catedráticos Senena Corbalán y Juan Carmelo Gómez.

Como casi todo lo que gira en torno a la Biología, se trata de un proceso muy complejo. Intervienen gran cantidad de proteínas y aún sigue habiendo muchos pasos del mismo que permanecen sin descubrir. David López lo explica con una metáfora: «Si las proteínas fueran los trabajadores de una cadena de transmisión de información de un mensaje, necesitamos saber cómo funciona cada uno de estos trabajadores y cómo van transmitiendo ese mensaje de unos a otros. Si algo falla en alguno de esos puntos, todos entendemos que el mensaje llegará de forma errónea a su destinatario o incluso puede no llegar (en ese momento se genera la reacción alérgica). Del mismo modo, si conocemos todos los detalles de esa cadena de transmisión, podemos actuar para hacer modificaciones que aceleren o frenen el proceso de comunicación, actuando a través del diseño de nuevos fármacos (evitando que se produzca dicha reacción)».

Desde hace mucho tiempo, el grupo de la UMU se ha centrado en estudiar una familia de proteínas denominadas PKC, que se encuentran en el interior de las células y son imprescindibles para el buen funcionamiento de estas. Ahora, los investigadores perseguían determinar la región exacta de una de estas proteínas (PKC epsilon), la cual interacciona con un lípido localizado en la membrana plasmática de las células (la capa que se encuentra a su alrededor) y que se denomina 'ácido fosfatídico', ya que están involucrados en los procesos alérgicos. «La membrana es la parte exterior compuesta de lípidos, que envuelve y define la célula. En condiciones normales, las cantidades de ácido fosfatídico son bajas y, al desencadenarse un proceso alérgico, este lípido se incrementa en la membrana», dice López.

De hecho, los investigadores han observado cómo, tras la interacción de PKC epsilon con el ácido fosfatídico, se favorece la liberación de las sustancias proinflamatorias responsables del proceso alérgico gracias a la acción de la PKC epsilon sobre otra proteína localizada en la membrana y que se denomina SNAP23.

Evidentemente, no ha sido casualidad que el equipo de la UMU haya alcanzado esas conclusiones, siendo capaces de detectar qué elementos interactúan entre sí y generan los efectos mencionados. En el laboratorio de Biomembranas, se estudian diferentes proteínas que interaccionan con lípidos de membrana y la función que éstas realizan. Emilio M. Serrano señala que, «en una primera fase, se realizó un estudio bioinformático para predecir la estructura 3D de esta proteína (PKC epsilon) y averiguar la región que podría estar involucrada en la unión a la membrana. El trabajo de Antonio Luis Egea durante su tesis doctoral consistió en confirmar experimentalmente las diferentes hipótesis bioinformáticas para describir la forma en que esta proteína reconoce al ácido fosfatídico presente en la membrana, determinando qué región está involucrada».

Posteriormente, David López y Emilio M. Serrano han trabajado para descubrir las consecuencias que podría tener este reconocimiento por parte de PKC epsilon y el efecto que desencadenaría tras su unión en la membrana. «Para ello –indican– decidimos usar células similares a mastocitos, que son células modelo para estudiar los procesos alérgicos. Tras mucho trabajo estudiando diferentes proteínas, descubrimos que estaba modificando a una proteína llamada SNAP23 y que esto podría favorecer la liberación del contenido de los gránulos de estas células que contienen histamina y otras sustancias con una potente actividad inflamatoria».

Sus hallazgos aportan a la comunidad científica el conocimiento de un paso más en la cadena de señalización celular de las proteínas que han estudiado.

«A partir de este conocimiento se pueden seguir descubriendo los sucesivos pasos que ocurren en este complejo mecanismo, y también utilizar esta información para una aplicación de diseño de fármacos o terapias que bloqueen este paso de la cadena que produce una mayor liberación de sustancias proinflamatorias como la histamina», expone Emilio M. Serrano.

Actualmente, los fármacos que se utilizan para tratar la alergia lo que hacen es bloquear estas sustancias proinflamatorias liberadas por las células (en concreto la histamina, de ahí su nombre, antihistamínico). Sin embargo, actuando en un paso antes de la cadena e impidiendo que se liberen estas sustancias, se podría diseñar una nueva terapia para tratar y regular las alergias, una dolencia que, a día de hoy, se está incrementando en la población de forma exponencial.

Otra buena noticia es que, aunque puede haber diferentes factores que afectan al proceso alérgico, estos pasos podrían ser compartidos en diferentes reacciones, a pesar de que su origen sea diferente. Las distintas respuestas exacerbadas o más leves dependen de una gran variedad de factores, generando distintos síntomas. No obstante, en palabras de López: «En nuestra investigación, hemos tomado como modelo una línea de células ya establecida por la comunidad científica que se usa como modelo de alergia, dado que presenta receptores para anticuerpos IgE, que se encuentran normalmente en cantidades reducidas en la sangre, pero una concentración elevada de este tipo de anticuerpos puede ser un signo de una reacción desproporcionada del cuerpo ante determinados alérgenos. Al añadir experimentalmente IgE y su correspondiente antígeno, se liberan sustancias proinflamatorias, permitiendo así la caracterización del proceso».

Para la realización de su trabajo, los investigadores han contado con la financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación y la Fundación Séneca. Así como del Ministerio de Universidades y la Universidad de Murcia. Además, han colaborado con el Centro de Investigación del Cáncer de Marsella y el Instituto de Biología Molecular de Barcelona, entre otros.