Por primera vez, científicos que trabajan en dos universidades suizas han logrado visualizar en 3D el proceso por el que los linfocitos T citotóxicos del sistema inmunitario destruyen células cancerosas. Este avance abre nuevas expectativas en el campo de la inmuno-oncología.
Es bien sabido por los especialistas que los linfocitos T citotóxicos son las células asesinas especializadas del organismo, encargadas de eliminar con precisión las células infectadas o cancerosas. Su acción se basa en una zona de intercambio especializada denominada sinapsis inmunológica, donde liberan moléculas activas para destruir la célula diana sin dañar las células vecinas.
Hasta ahora, la organización precisa de estas estructuras resultaba difícil de observar. Pero ahora, en un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y clínicos del Hospital universitario de Lausana (CHUV) se han visualizado estos mecanismos en tres dimensiones en un estado casi natural.
En este estudio que aparece en Cell Reports utilizaron microscopía de crioexpansión (crio-ExM) para visualizar la arquitectura tridimensional casi nativa de las sinapsis de células T humanas y los orgánulos citotóxicos.
La crio-ExM -se explica en el texto- “preserva la actina, los microtúbulos, las membranas y las finas protrusiones de membrana con alta fidelidad, lo que permite la cuantificación volumétrica de la morfogénesis sináptica”.
Así, este equipo multidisciplinar ha conseguido identificar una arquitectura de membrana en forma de cúpula, dependiente de la adhesión, debajo de las células T activadas.
Como ya adelantábamos, durante un proceso cancerígeno o una infección, los linfocitos T citotóxicos se adhieren a su célula diana y establecen una zona de intercambio conocida como sinapsis inmunológica. Posteriormente, liberan moléculas tóxicas que provocan la muerte de la célula afectada. Este mecanismo permite una destrucción precisa y controlada, esencial para proteger el organismo y evitar daños a las células sanas circundantes.
Aunque este proceso ha sido ampliamente estudiado, su organización a escala nanométrica en células humanas intactas sigue siendo difícil de analizar. Uno de los principales obstáculos reside en los métodos de preparación de muestras, que pueden alterar las frágiles estructuras celulares.
Las técnicas de imagen actuales suelen implicar un compromiso entre la resolución, el volumen observable y la preservación de las estructuras.
Para superar estas limitaciones, los autores de este trabajo, con el apoyo del programa TANDEM de la Fundación ISREC, se basaron en la microscopía de crioexpansión (cryo-ExM).
Como explica la profesora Virginie Hamel, del Departamento de Biología Molecular y Celular de la Facultad de Ciencias de UNIGE, “esta técnica consiste en congelar instantáneamente las células a muy alta velocidad, colocándolas en un estado vítreo, donde el agua se solidifica sin formar cristales y, por lo tanto, preserva fielmente las estructuras biológicas. Luego, las muestras se expanden físicamente utilizando un hidrogel absorbente, lo que permite observar su organización interna con gran precisión, manteniendo su arquitectura casi nativa”.
Por su parte Florent Lemaître, investigador postdoctoral y primer autor del estudio, detalla que su trabajo revela que, «en el punto de contacto entre la célula inmunitaria y su objetivo, la membrana forma una especie de cúpula, cuya estructura parece estar vinculada a las interacciones de adhesión y a la organización interna de la célula”.
Este equipo también visualizó los gránulos citotóxicos -responsables de la destrucción de las células objetivo- con un nivel de detalle sin precedentes. El estudio muestra que estas estructuras pueden variar en su organización, con uno o más núcleos que concentran las moléculas activas que permiten la destrucción de la célula objetivo.
Representando al hospital universitario de Lausana, la doctora Benita Wolf añade que han “extendido este enfoque a los tejidos tumorales humanos, lo que nos permite observar directamente los linfocitos T que infiltran los tumores y su maquinaria citotóxica a escala nanométrica. Esto permite estudiar las respuestas inmunitarias directamente en su contexto clínico y comprender mejor los mecanismos que determinan su eficacia”.
Al proporcionar una visión tridimensional y casi naif de estos procesos, se ha establecido un marco de referencia para analizar cómo funcionan las células inmunitarias.