El estadounidense Bruce A. Beutler, el francés Jules A. Hoffmann y el canadiense Ralph M. Steinman han ganado el Premio Nobel de Medicina 2011 por sus aportaciones a la inmunología, según ha informado la Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo (Suecia).

Beutler y Hoffman compartirán la mitad del premio por “sus descubrimientos relativos a la activación de la inmunidad innata” y Steinman obtendrá la otra mitad por “sus descubrimientos sobre la célula dendrítica y su función en la inmunidad adaptativa”.

Bruce Beutler y Jules Hoffmann descubrieron que las proteínas del receptor puede reconocer los microorganismos y activar la inmunidad innata, el primer paso en la respuesta inmune del cuerpo. Ralph Steinman descubrió las células dendríticas del sistema inmune y su capacidad única para activar y regular la inmunidad adaptativa, la última etapa de la respuesta inmune durante la cual los microorganismos son eliminados del cuerpo.

Los descubrimientos de los tres premios Nobel han revelado cómo las fases innata y adaptativa de la respuesta inmune son activadas y por lo tanto proporciona nuevos conocimientos sobre mecanismos de la enfermedad. Su trabajo ha abierto nuevas vías para el desarrollo de la prevención y tratamiento contra las infecciones, cáncer y enfermedades inflamatorias.

Dos líneas de defensa en el sistema inmunológico

La primera línea de defensa, la inmunidad innata, puede destruir los microorganismos invasores y desencadenan la inflamación que contribuye al bloqueo de su asalto. Si los microorganismos descomponen a través de esta línea de defensa, se activa la inmunidad adaptativa. Las células T y B, que produce los anticuerpos y las células asesinas que destruyen las células infectadas. Después de combatir con éxito la infección, el sistema inmune adaptativo mantiene una memoria inmunológica que permite una movilización más rápida y poderosa de las fuerzas de defensa próxima vez que los ataques del mismo microorganismo. Estas dos líneas de defensa del sistema inmunológico proporcionan una buena protección contra las infecciones, pero también representan un riesgo. Si el umbral de activación es demasiado bajo, o si las moléculas endógenas pueden activar el sistema, la enfermedad inflamatoria se mantiene.

Los componentes del sistema inmunológico han sido identificados, paso a paso durante el  siglo 20, sin embargo, hasta el trabajo de Beutler, Hoffmann y Steinman, los mecanismos de activación de la activación de la inmunidad innata y la mediación de la comunicación entre la inmunidad innata y adaptativa no eran conocidos en profundidad.

El descubrimiento de los sensores de la inmunidad innata

Jules Hoffman hizo su descubrimiento pionero en 1996, cuando él y sus colaboradores investigaron cómo moscas de la fruta combatían las infecciones.  Hoffmann descubrió que los modelos experimentales mutantes murieron porque no pudieron organizar una defensa eficaz. También fue capaz de llegar definir el gen involucrado en la detección de microorganismos patógenos y la activación que se necesitaba para la defensa contra ellos.

Bruce Beutler estaba buscando a un receptor que podría obligar a los productos bacterianos, lipopolisacárido (LPS), que puede causar un shock séptico, una condición potencialmente mortal que involucra a la sobreestimulación del sistema inmunológico. En 1998, Beutler y sus colegas descubrieron que los modelos experimentales resistentes a la LPS tenían una mutación en un gen que es muy similar al del gen de la mosca de la fruta. Este receptor tipo Toll (TLR) resultó ser un receptor de LPS. Cuando se une LPS, se activan las señales que causan la inflamación. Estos resultados demuestran que los mamíferos y moscas de la fruta utilizar moléculas similares para activar la inmunidad innata cuando se enfrentan a los microorganismos patógenos. Los sensores de la inmunidad innata fueron finalmente descubiertos.

Los descubrimientos de Hoffmann y Beutler provocaron una explosión de investigaciones en la inmunidad innata. Alrededor de una docena de diferentes TLRs han sido identificados en humanos y ratones. Cada uno de ellos reconoce ciertos tipos de moléculas comunes en los microorganismos. Los individuos con ciertas mutaciones en estos receptores tienen un riesgo mayor de contraer infecciones, mientras que otras variantes genéticas de TLR se asocian con un mayor riesgo para las enfermedades inflamatorias crónicas.

Un nuevo tipo de células que controla la inmunidad adaptativa

Ralph Steinman descubrió, en 1973, un nuevo tipo de células que llamó la célula dendrítica. Se especula que podría ser importante en el sistema inmunológico y se intentó probar si las células dendríticas podrían activar las células T, un tipo de célula que tiene un papel clave en la inmunidad adaptativa y se desarrolla una memoria inmunológica frente a muchas sustancias diferentes. En experimentos con cultivos celulares, se mostró que la presencia de las células dendríticas como resultado respuestas vívidas de las células T a dichas sustancias. Estos resultados fueron recibidos con escepticismo, pero trabajos posteriores de Steinman demostrado que las células dendríticas tienen una capacidad única de activar las células T.

Posteriores estudios de Steinman y otros científicos llegaron a abordar la cuestión de cómo el sistema inmune adaptativo decide si debe o no ser activado cuando se enfrentan a diversas sustancias. Las señales que surgen de la respuesta inmune innata y detectado por las células dendríticas, mostró el control de la activación de células T. Esto hace posible que el sistema inmunológico reaccione a los microorganismos patógenos y evite un ataque a la propias moléculas endógenas del organismo.

Desde la investigación fundamental al uso médico

Los descubrimientos por los que se les otorga el Premio Nobel de 2011 ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la activación y regulación de nuestro sistema inmunológico. Ellos han hecho posible el desarrollo de nuevos métodos para la prevención y tratamiento de la enfermedad, por ejemplo, con la mejora de vacunas contra las infecciones y en un intento por estimular el sistema inmunológico para atacar los tumores. Estos descubrimientos también nos ayudan a entender por qué el sistema inmunológico puede atacar a nuestros propios tejidos, proporcionando así pistas para el tratamiento de la novela de las enfermedades inflamatorias.

Bruce A. Beutler nació en 1957 en Chicago, EE.UU.. Recibió su doctorado de la Universidad de Chicago en 1981 y trabajó como científico en la Universidad Rockefeller en Nueva York y la Universidad de Texas en Dallas, donde descubrió el receptor de LPS. Desde el año 2000 ha sido profesor de la genética y la inmunología en el Instituto de Investigación Scripps, La Jolla, EE.UU.

Julio A. Hoffmann nació en Echternach, Luxemburgo en 1941. Estudió en la Universidad de Estrasburgo en Francia, donde obtuvo su doctorado en 1969. Después de un entrenamiento postdoctoral en la Universidad de Marburg, Alemania, regresó a Estrasburgo, donde dirigió un laboratorio de investigación desde 1974 hasta 2009. También ha trabajado como director del Instituto de Biología Celular y Molecular de Estrasburgo, y durante el período 2007-2008 como presidente de la Academia Nacional Francesa de las Ciencias.

Ralph M. Steinman nació en 1943 en Montreal, Canadá, donde estudió biología y química en la Universidad McGill. Después de estudiar medicina en la Harvard Medical School en Boston, MA, EE.UU., recibió su doctorado en 1968. Ha pertenecido a la Universidad Rockefeller en Nueva York desde 1970, siendo profesor de inmunología en esta institución desde 1988, y es también director del Centro de Inmunología y enfermedades inmunes.