Descubrimientos recientes han revelado que los mecanismos de defensa antiguos desarrollados por bacterias y virus todavía influyen en nuestro propio sistema inmunológico innato. Durante miles de millones de años, las bacterias y los virus que las infectan, conocidos como bacteriófagos o fagos, han estado inmersos en una carrera armamentista biológica, desarrollando métodos sofisticados para superar al otro. Curiosamente, algunas de las herramientas de defensa utilizadas por las bacterias contra los fagos han permanecido prácticamente sin cambios y están presentes en las células de plantas y animales, incluidos los humanos, dictando cómo nuestros sistemas inmunológicos combaten las infecciones hoy en día.
Los estudios han identificado cientos de nuevos sistemas de defensa bacterianos contra virus desde 2018. Estos sistemas no solo son antiguos, sino también mecánicamente significativos para comprender cómo funciona la inmunidad humana. El microbiólogo Philip Kranzusch fue uno de los primeros en ilustrar una conexión al mostrar que los componentes de la inmunidad humana también se encuentran en las bacterias. Esta intersección de biología evolutiva e inmunología moderna ha energizado la investigación, prometiendo mejorar los avances médicos y biotecnológicos, notablemente similares al impacto de la tecnología de edición de genomas CRISPR.
Hasta hace poco, los científicos solo conocían dos mecanismos de defensa viral bacteriana: las enzimas de restricción-modificación, que cortan el ADN viral en puntos específicos, y los sistemas CRISPR, que también atacan el ADN. Nuevas percepciones sorprendentes comenzaron a surgir cuando investigadores como Rotem Sorek exploraron genomas bacterianos y descubrieron «islas de defensa», regiones ricas en genes inmunes y potenciales nuevas defensas antivirales.
El equipo de Sorek utilizó herramientas computacionales combinadas con métodos experimentales para predecir y validar nuevos sistemas de defensa bacterianos contra fagos, llevando a una explosión de mecanismos de defensa identificados. En un descubrimiento notable, la presencia de ciertas vías en la inmunidad innata humana proporcionó más claridad sobre la relevancia de estos antiguos sistemas bacterianos para organismos multicelulares como los humanos.
La vía cGAS-STING ejemplifica este vínculo. Cuando cGAS detecta ADN anormal en el citoplasma de una célula, produce moléculas de cGAMP, activando la proteína STING y desencadenando respuestas inmunológicas. Los orígenes de tales vías, plenamente elucidados por primera vez por el bioquímico Zhijian Chen, se alinean con las características de los sistemas bacterianos encontrados en varias especies, lo que indica una herencia evolutiva compartida. Kranzusch destacó notablemente las similitudes estructurales entre las enzimas productoras de cGAMP bacterianas y el cGAS humano, reforzando las profundas conexiones evolutivas.
Tales hallazgos continúan revelando paisajes sin precedentes, en la inmunidad humana, vegetal y animal, potencialmente desbloqueando nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades y avances en herramientas biotecnológicas.
18 Apr 11:46 · The Ancient Weapons Active in Your Immune System Today | Quanta Magazine
