Uno de los Compuestos Más Comunes de la Vida Causa Inflamación Alérgica

Por Wallace Ravven La espalda del escarabajo y la cáscara del cangrejo deben su resistencia a un compuesto común llamado quitina que ahora parece desencadenar la inflamación de las vías respiratorias y posiblemente el asma, han descubierto científicos de la UCSF. Insectos, mohos y gusanos parásitos, todas fuentes comunes de alergias o inflamación, producen miles de millones de toneladas de quitina al año. Los humanos y otros mamíferos carecen de quitina, pero tenemos enzimas especializadas para descomponerla. Los científicos se preguntaron por qué. Descubrieron que la quitina desencadena una respuesta inflamatoria alérgica en los pulmones de los ratones, así como una mayor producción de la enzima que destruye la quitina producida por las células que recubren las vías respiratorias pulmonares. Este y otros resultados apoyan su hipótesis, todavía en estudio, de que la quitina causa inflamación y alergia, y que la enzima destructora de la quitina en el pulmón podría desempeñar un papel importante en la regulación de la respuesta del cuerpo. Los resultados de sus estudios sobre la inflamación en ratones se informaron el 22 de abril en una publicación en línea temprana de la revista Nature. La revista también publicará el hallazgo en una próxima edición impresa. “Ahora que hemos demostrado que la quitina puede desencadenar este tipo de inflamación alérgica en ratones, queremos determinar si la quitina presente de forma natural en el ambiente puede contribuir a las respuestas alérgicas o inflamatorias”, dijo Richard Locksley, MD, autor principal del artículo. Locksley es Profesor Distinguido de Investigación de Asma de Marion y Herbert Sandler e investigador del Instituto Médico Howard Hughes en UCSF. También es profesor de medicina y de microbiología e inmunología.En las personas, se sabe que la enzima anti-quitina tiene varias variantes debido a pequeñas mutaciones en el gen. Locksley y sus colegas de UCSF están tratando de determinar si algunas de las variantes son menos efectivas para descomponer la quitina, y si las personas con esas variantes son más propensas al asma porque son menos capaces de controlar su exposición a la quitina inhalada.

Richard Locksley

Los investigadores sabían que la boca y las cáscaras de huevo de los gusanos parásitos son ricas en quitina y que la infección por los gusanos desencadena una respuesta inflamatoria muy similar a la que se produce en el asma y las enfermedades alérgicas. Usando un chip genético que contiene la mayoría de los genes de ratón y empleando anticuerpos criados en el laboratorio, los científicos confirmaron un hallazgo anterior de que el gen y la proteína de la enzima anti-quitina se activaron dramáticamente en ratones durante la infección por los gusanos parásitos. “La quitinasa, la enzima que rompe la quitina, realmente se iluminó”, recuerda Locksley. “Surgió como uno de los genes más activados en respuesta a los parásitos.”Como solo se sabe que la enzima descompone la quitina, que no está presente en ratones, los científicos expusieron a los animales a la quitina sola, lo que indujo una inflamación del tejido similar a la observada en ratones después de la infección con gusanos y en humanos con asma.La quitina provoca una Respuesta Inmunológicaocksley piensa que la presencia de quitina en mohos, gusanos e insectos, que pueden invadir a los humanos penetrando la piel o las membranas mucosas, puede haber presionado a los vertebrados para mantener “moléculas de reconocimiento de quitina”, similares a las que evolucionaron en plantas y animales primitivos para desencadenar el reconocimiento de bacterias y hongos invasores.Especula que las personas normalmente montan un ataque inmunológico contra un alérgeno o parásito en respuesta a la quitina, entre otras señales. Este tipo de inflamación es importante para repeler el alérgeno o parásito extraño. A su vez, las propias células inflamatorias activan las células en el tejido invadido para aumentar la producción de la enzima incapacitante de la quitina.Las dos acciones juntas forman un sistema de retroalimentación, promoviendo el reconocimiento de los organismos invasores ricos en quitina y previniendo una respuesta inmune fuera de control a la quitina al degradar la “señal” cuando se han acumulado suficientes células inflamatorias para provocar un aumento de la producción de la enzima degradadora de quitina.Locksley señala que la industria de procesamiento de mariscos ha estado plagada de “asma de cangrejo” entre sus empleados, un peligro industrial que ha atraído la atención de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.

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“La exposición a la quitina puede ser particularmente alta entre los trabajadores de la industria, que necesitan eliminar y destruir las cáscaras duras de quitina de los cangrejos y otros crustáceos”, dice. “También es posible que los trabajadores afectados tengan formas de proteína degradante de quitina que funcionen menos bien que las otras variantes genéticas comunes. Estas son áreas que estamos interesados en seguir.”Sugiere que podría valer la pena confirmar los niveles de quitina en las plantas de procesamiento de mariscos y, si son altos, considerar formas de reducir la exposición a la quitina entre los trabajadores. Su laboratorio está llevando a cabo estudios en colaboración con Esteban Burchard, MD, profesor asistente de ciencias biofarmacéuticas y de medicina de la UCSF, para determinar si los pacientes con asma tendrán más probabilidades de tener una versión menos activa del gen de la enzima anti-quitina. Asma y la ” Hipótesis de la Higiene “En los últimos 10 años, se ha propuesto y explorado la” hipótesis de la higiene ” para explicar por qué el asma y otras alergias han aumentado en gran medida en muchas naciones industriales, explica Locksley. La hipótesis sostiene que las sociedades modernas han limpiado en gran medida las condiciones de vida para que las personas estén expuestas a mucha menos suciedad y a todos sus componentes orgánicos. Al mismo tiempo, los antibióticos y los microbicidas han reducido el número de microbios en el medio ambiente. Se sabe que las bacterias degradan la quitina, y Locksley sugiere que la reducción de las bacterias puede conducir a un aumento de la quitina en el medio ambiente, en gran parte a partir de mohos e insectos, tal vez explicando los hallazgos de varios estudios de que el mayor riesgo de asma infantil tiende a estar asociado con la menor exposición a las bacterias. Locksley es director del Centro de Investigación Básica de Asma Sandler, o Centro SABRE, en UCSF, una organización de investigación de siete años dedicada al estudio de la patogénesis básica del asma con la intención de descubrir nuevas direcciones para la terapia en el control de la enfermedad. El Centro SABRE consta de un núcleo de profesores de ciencias básicas, algunos de los cuales todavía están siendo reclutados por la UCSF, un grupo más grande de científicos interactivos de disciplinas científicas y clínicas básicas e instalaciones básicas en genética, genómica, imágenes, fisiología de animales pequeños, citometría de flujo y técnicas para la inactivación de genes que permiten a los científicos avanzar rápidamente en nuevos hallazgos.”El asma está aumentando en todas las sociedades industrializadas”, dice, ” no solo en algunas de las áreas menos atendidas de las grandes ciudades, sino incluso en los suburbios. Este es un enorme problema de salud que afecta a un gran número de niños en todas partes.”Al igual que muchas afecciones modernas, como la diabetes, las enfermedades autoinmunes y la obesidad, las causas son muchas y reflejan las interacciones de muchos genes diferentes. Comprender las exposiciones ambientales, como la quitina, que pueden influir en el desarrollo del asma podría llevar a tratamientos o nuevas prácticas de salud pública para reducir la enfermedad o la gravedad de sus síntomas para muchas personas.La autora principal del artículo es Tiffany A. Reese, estudiante de posgrado de Locksley en el Programa de Ciencias Biomédicas de la UCSF. Los coautores son investigadores posdoctorales actuales y anteriores en el laboratorio Locksley, Hong-Erh Liang, PhD, y David Voehringer, PhD, tanto en microbiología como en inmunología en la UCSF.También, Andrew M. Tager, MD, y Andrew Luster, MD, PhD, ambos en reumatología, alergia e inmunología en el Hospital General de Massachusetts y la Escuela de Medicina de Harvard; y Nico Van Rooijen, científico en biología celular molecular en la Universidad Vrije en los Países Bajos.La investigación fue financiada por el Instituto Médico Howard Hughes, subvenciones del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los NIH y el Centro SABRE de la UCSF. Foto “Curiosity” con licencia de Steve Jurvetson

Enlaces relacionados:Las conchas de Cangrejo y los Hongos Pueden Ser la Clave del Asma Howard Hughes Medical Institute, 22 de abril de 2007