En el intestino, decenas de cepas de bacterias ejercen diferentes efectos sobre el sistema inmunitario que, a su vez, afectan a nuestra salud: repelen patógenos, ayudan a digerir los alimentos e incluso pueden influir en el comportamiento. Sin embargo, identificar qué bacterias ejercen qué efectos ha sido un desafío. Una mejor comprensión de este proceso podría conducir al desarrollo de un método poderoso para tratar una serie de enfermedades.
Por desarrollar un método para concentrarse en los impactos de las bacterias intestinales individuales en las células T, Kazuki Nagashima, un científico investigador senior de la Universidad de Stanford (Estados Unidos), es el ganador del Premio NOSTER & Science Microbiome de este año, que recompensa la investigación innovadora realizada por jóvenes investigadores que trabajan en los atributos de la microbiota con potencial para guiar intervenciones terapéuticas.
El trabajo de Nagashima ha demostrado que, contrariamente a lo que se pensaba, algunas células T del intestino pueden interactuar con múltiples bacterias."Este descubrimiento presenta una oportunidad terapéutica para sesgar la reacción inmune intestinal de maneras terapéuticamente útiles", enuncia Nagashima en su ensayo premiado .
"Para el Premio NOSTER/Science, 2024 ha sido un año verdaderamente exitoso en más de un sentido", aporta por su parte Caroline Ashle, editora senior de Science . "Es alentador ver ciencia de tan alta calidad de parte de una nueva generación de científicos jóvenes extremadamente motivados, que logran realizar investigaciones fantásticas a pesar de los enormes desafíos actuales".
El trabajo premiado de Nagashima, publicado en Nature en 2023, siguió a esfuerzos anteriores para construir un microbioma intestinal humano sintético desde cero. "Normalmente, el microbioma intestinal humano no se puede reproducir porque tiene muchas cepas", dijo. Pero él y sus colegas lograron esta hazaña, construyendo un modelo compuesto por los taxones más comunes de la microbiota intestinal humana. Combinó 119 especies de bacterias.
Cuando los investigadores dieron el microbioma sintético a ratones que no tenían un microbioma propio, las cepas bacterianas se afianzaron y permanecieron estables, incluso cuando los científicos introdujeron otros microbios. Pero la cuestión de cómo interactúan las células T intestinales con un microbioma intestinal completo (todas las diferentes especies bacterianas) permaneció abierta.
Entonces, después de ayudar a construir el microbioma sintético, Nagashima se unió a sus colegas del laboratorio de Michael Fischbach de Stanford que querían ver cómo usar el modelo para caracterizar la respuesta del intestino a esta enorme comunidad bacteriana. Siguieron un proceso minucioso en busca de señales de estimulación del receptor de células T (TCR) en bacterias individuales. Hasta ahora, la idea era que un TCR debería reconocer y ser estimulado por una bacteria específica.
Para explorar esto más a fondo, Nagashima y sus colegas evaluaron las respuestas de las células T de los ratones a cada miembro bacteriano del microbioma intestinal sintético. "Cocultivamos células T con cada cepa de la comunidad bacteriana, una a la vez", explica.
Hicieron esto para cientos de cepas de bacterias representadas en el intestino sintético, observando las respuestas de las células T individuales. "Este método es mucho más eficiente que lo que se ha hecho hasta ahora para comprobar la función de las cepas bacterianas", afirma Nagashima. "Ahora podemos determinar qué bacterias inducen la aparición de células T en el contexto de cientos de cepas. Hasta ahora no había forma de hacerlo".
Sin embargo, al observar las respuestas de las células T a cada una de las cepas, observaron algo intrigante: contrariamente a lo que se esperaba, algunas células T fueron estimuladas por múltiples cepas bacterianas. "El resultado no era coherente con la hipótesis de que un TCR es específico de una cepa en la comunidad", declara Nagashima. "En cambio, este resultado sugiere que una célula T puede reconocer múltiples cepas bacterianas simultáneamente".
Nagashima denominó a estas células T "células T de gran éxito". Estudios posteriores revelaron que responden a muchas bacterias porque reconocen una parte de la superficie de la bacteria (un antígeno) que parece similar en diferentes cepas bacterianas.
La comprensión del poder de estas células T particulares, a medida que interactúan con el intestino, tiene implicaciones terapéuticas, incluso para mejorar las terapias contra el cáncer que involucran células T CAR.También podría ayudar a los científicos que trabajan para añadir o eliminar cepas bacterianas específicas para lograr efectos específicos sobre la salud.
