La defensa del intestino contra la inflamación

Un equipo del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, centro mixto de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha puesto de manifiesto que las especies reactivas de oxígeno que produce la actividad metabólica de las mitocondrias las centrales energéticas de la célula son imprescindibles para generar la primera línea de defensa del sistema inmune que protege al intestino de la inflamación.

Según los autores, el hallazgo, publicado en Cell Reports, permite suponer que la regulación de la actividad de la enzima ATP sintasa de la mitocondria aporta una nueva diana terapéutica para el tratamiento de enfermedades que involucran la respuesta inmune del tejido.

El papel de las mitocondrias

La mitocondria es bien conocida por su papel en la síntesis de ATP, que es la moneda energética que utilizan las células para poder llevar a cabo sus actividades. Para esta tarea, utilizan una serie de complejos respiratorios de su membrana interna, cuya misión es transferir los electrones obtenidos en las oxidaciones biológicas hasta el oxígeno molecular. Pero esa respiración en determinadas situaciones puede estar impedida, lo que resulta en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), por ejemplo, cuando se bloquea parcialmente la actividad de la ATP sintasa.

Tradicionalmente, los ROS se han considerado los malos de la película por el daño oxidativo que pueden producir en la célula. Desde hace pocos años, la mitocondria también es conocida como un orgánulo muy importante en la comunicación intracelular y, concretamente, la ATP sintasa es considerada uno de los nodos fundamentales, ya que genera diversos tipos de señales que son capaces de orquestar una respuesta en la célula que llega a incluir su propia muerte.

La investigación

En su trabajo, los investigadores utilizaron ratones que expresan de manera regulada el inhibidor fisiológico de la ATP sintasa en el intestino. Este inhibidor, llamado IF1, es capaz bloquear parcialmente la síntesis de ATP, lo que conlleva que las células del intestino activen la glucolisis, que es la otra vía que tienen de obtención de energía.

IF1 también impide el flujo normal de los electrones en la respiración, y propicia la generación de ROS a un nivel que no es tóxico para la célula. Todo lo contrario, son ROS que promueven la activación de un factor de transcripción de la inflamación (NFB), que promueve en el núcleo la instauración de programas de supervivencia frente al estrés.

«Es decir, los ROS mitocondriales propician un estado de pre-condicionamiento del tejido frente a la adversidad. Como demostramos en el trabajo, este pre-condicionamiento se manifiesta cuando los ratones son sometidos a tratamientos tóxicos que inducen inflamación», amplía Laura Formentini.

«En particular, los ratones que expresan IF1 humano en el intestino son más resistentes al estímulo tóxico que genera colitis, porque los ROS generados por la mitocondria reclutan las células de la inmunidad que contribuyen a resolver la inflamación, los macrófagos M2. De hecho, si se amortigua la producción de ROS y/o la activación de NFB, se previene el efecto protector ejercido por la expresión de IF1», concluye la investigadora.