Los cambios de temperatura influyen en la expresión de ciertos genes relacionados con la respuesta inmunitaria

 

La temperatura de nuestro cuerpo varía según el momento del día, la edad, la actividad y la enfermedad. Un claro ejemplo de esto último es el aumento de temperatura que se produce durante una infección o un proceso inflamatorio. La relación entre la temperatura y la fiebre o la inflamación se conoce desde hace mucho tiempo y múltiples evidencias señalan que la eficacia de la respuesta inmune puede verse influenciada por la temperatura.  Sin embargo, los mecanismos biológicos y moleculares que intervienen en esta relación se desconocen en su mayoría. Hasta ahora. Un equipo multidisciplinar de matemáticos y biólogos de Las Universidades de Warwick y Manchester acaba de revelar cómo los cambios de temperatura inducen cambios en la expresión de ciertos genes relacionados con la respuesta inmunitaria y modulan la respuesta a las infecciones.

Los investigadores centraron su atención en la ruta de señalización mediada por el factor nuclear kappa B. Esta ruta regula la expresión de genes relacionados con la respuesta inmune e inflamatoria, pero hasta el momento no se había establecido ninguna conexión con la temperatura.

El equipo analizó cómo los cambios en la temperatura dentro del rango fisiológico, entre los 37ºC y 40ºC afectan a la ruta mediada por NF-κB a partir de los cambios de expresión de los genes que regula la ruta. De este modo observaron que a temperaturas bajas el funcionamiento de la ruta se hace más lento, y a temperaturas altas se acelera.

“Hemos sabido durante un tiempo que la gripe y las epidemias de resfriados tienden a ser peores en invierno cuando las temperaturas son más frías”, señala Mike White, investigador en la Universidad de Manchester y uno de los directores del trabajo. “Además, los ratones que viven a temperaturas elevadas sufren menos de inflamación y cáncer. Estos cambios podrían ser explicados alterando las respuestas inmunitarias a diferentes temperaturas”.

 

 

A partir de los datos obtenidos los matemáticos del equipo diseñaron un modelo de la ruta molecular que incorporaba la dependencia de la temperatura y predijeron que el ciclo de actividad de NF-κB se reduce cuando aumenta la temperatura. Los investigadores también analizaron qué genes se ven afectados por los cambios de temperatura y observaron que estos  genes  estaban relacionados con rutas celulares relacionadas con la función de las citocinas, la reparación y supervivencia celular y el control del sistema mediado por NF-κB y el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α).  Estos resultados sugieren que la temperatura afecta de forma precisa y específica a los genes que están relacionados con la respuesta celular a la infección y al estrés.

Al considerar cada gen de forma individual el equipo estimó también que el elemento que mayor impacto tiene sobre la actividad de NF-κB en dependencia de la temperatura es la proteína A20. Este resultado fue confirmado al inactivar experimentalmente la proteína A20 y observar  que la ruta NF-κB dejaba de mostrar sensibilidad al rango de temperaturas comprendido entre los 37ºC y 40ºC. El papel central de A20 en la modulación de la respuesta inflamatoria como una respuesta a la temperatura sugiere que la proteína presenta potencial para ser considerada como una diana terapéutica.

Los resultados del trabajo proporcionan nuevas claves sobre cómo la temperatura corporal y el ambiente pueden influir en la salud y plantean nuevas estrategias terapéuticas para regular la respuesta inflamatoria por medio de tratamientos que modulen la proteína A20.

Referencia: Harper CV, et al. Temperature regulates NF-κB dynamics and function through timing of A20 transcription. PNAS. 2018. Doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1803609115

Fuente: Hotter bodies fight infections and tumours better – researchers show