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» » » » Una visión de gusano de la inmunidad

Referencia: MIT.edu .
por Anne Trafton, 12 de agosto 2013

En 1998, los científicos publicaron el primer genoma completo de un organismo multicelular, el gusano Caenorhabditis elegans. Al mismo tiempo, están surgiendo nuevas tecnologías para ayudar a los investigadores a manipular genes y aprender más sobre sus funciones.

Dennis Kim
Por esa época, Dennis Kim estaba buscando un nuevo proyecto de investigación para su posdoctorado en el Hospital General de Massachusetts (MGH). Decidió tratar de tomar ventaja con las nuevas herramientas genéticas para estudiar el C. elegans. En particular, quiso ahondar en lo que se llama el "sistema inmunitario innato", la primera línea defensiva contra los invasores, como virus y bacterias.

"Fue un salto para mí hacia una nueva área. No teníamos ni idea de lo que nos íbamos a encontrar ", comenta Kim, que ahora es profesor asociado de biología en el MIT. "Estudiando los gusanos podríamos tener una perspectiva evolutiva mucho más básica de la función del sistema inmunitario innato. Pensábamos así, aprender los principios básicos del más simple organismo huésped, y también tener una cierta perspectiva sobre la evolución del sistema de mamíferos."

El sistema inmunitario innato, o inespecífico, evolucionó muy pronto en los animales primitivos, como gusanos y moscas de la fruta. Los animales vertebrados, que evolucionaron más tarde, además tienen un sistema inmune específico, enfocado de manera muy precisa en los patógenos con anticuerpos, células T asesinas y otras células.

En los vertebrados, el sistema inmunitario innato identifica los patógenos y sirve como un sistema de alerta temprana, movilizando el sistema inmune para lanzar una reacción más específica. En los gusanos, el sistema innato es la única defensa.

En los estudios de Kim sobre el sistema inmunológico del gusano C. elegans, decidió investigar cómo se defiende el gusano frente a la Pseudomonas aeruginosa, una bacteria que comúnmente infecta a las personas con sistemas inmunes debilitados. Él pudo identificar muchos genes necesarios para la inmunidad innata, donde la mayoría de los cuales están involucrados en la señalización entre las células implicadas en la respuesta inmune.

"Más tarde, la casualidad entró en juego, como parece suceder casi siempre en la ciencia", apunta Kim. "Pudimos encontrar algunos genes en el gusano que éste requería para protegerse contra las bacterias patógenas. Esos genes resultaron ser genes también necesarios en humanos y ratones para la defensa inmunitaria innata."

La ciencia y la medicina

Kim, hijo de inmigrantes coreanos, nació en Des Moines, Iowa. Cuando tenía 10 años, su familia se mudó a Covina, California, una pequeña ciudad al este de Los Angeles. Sus padres siempre le animaron a "encontrar algo que le gustara hacer." En la escuela secundaria, Kim se sintió atraído por las matemáticas, que él continuó estudiando en la Universidad de California en Berkeley, mientras que se especializaba en biofísica.

El verano después de su segundo año, Kim consiguió un trabajo en un laboratorio de química estudiando la biofísica de la fotosíntesis. Una de sus tareas fue ir a la tienda de comestibles a por un puñado espinacas para moler y purificar después las enzimas fotosintéticas. Cuanto más frescas eran las espinacas, mejores eran los resultados. "Me convertí en el comprador más exigente de espinacas que hayas visto nunca".

Durante ese verano, Kim quedó absorto en el estudio de cómo las plantas utilizan la luz solar para dividir el agua y soltar el oxígeno que respiramos, y se enganchó en hacer la investigación de laboratorio. Lo más probable es que hubiera continuado en el estudio de la biofísica en exclusiva, cuenta, si no fuera por un accidente que ocurrió después de su primer año: mientras conducía su moto cerca de Berkeley, fue atropellado por un coche, fracturándose una pierna.

Kim pasó varios meses de rehabilitación sin poder asistir a sus clases. Durante este tiempo, él estaba fascinado por la manera en que los médicos fueron capaces de curar su herida. "Me quedé muy impresionado con eso. No me planteé ir a la escuela de medicina en ese momento, pero a través de esta experiencia, la salud humana vino a mi esfera de pensamiento".

Después de graduarse en Berkeley, Kim decidió seguir un MD/PhD en la Harvard Medical School. Para obtener su doctorado en química biológica, estudió las enzimas implicadas en la síntesis de la pared celular bacteriana, que son los objetivos de los principales tipos de antibióticos. Después de obtenerlo, hizo un internado y residencia en medicina interna en el Brigham and Women’s Hospital (BWH) y consiguió una beca de investigación en enfermedades infecciosas en MGH y BWH.

Aunque Kim ahora se centra principalmente en la investigación de laboratorio y la enseñanza, sigue viendo a pacientes en MGH. "Realmente siempre he disfrutado tratando de cuidar a los enfermos".

Interacciones complejas

Desde su llegada al MIT en 2005, Kim ha ampliado su investigación para centrarse en las interacciones entre las bacterias y C. elegans, y cómo esas interacciones influyen en el comportamiento de los gusanos, la fisiología del estrés y el envejecimiento.

Por ejemplo, los gusanos que se alimentan de bacterias dañinas evitan ser infectados por ese tipo de bacterias. Kim está buscando receptores en las células del gusano que interactúan con las moléculas producidas por las bacterias, y está probando a identificar los genes y las moléculas que participan en las respuestas del comportamiento resultantes.

Muchas de las vías de señalización que parecen estar implicados en estas respuestas conductuales, también se encuentran en los humanos, por lo que Kim cree que estos estudios podrían arrojar luz sobre nuestra fisiología, ya que nuestros cuerpos contienen 10 veces más células bacterianas que células humanas. "Cada vez queda más claro que las cosas que alteran la flora microbiana pueden tener una influencia muy marcada en nuestra fisiología".


- Imagen: Dennis Kim. Foto: Bryce Vickmark
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