LA CIENCIA DE LA VIDA: Cells at work! [Hataraku Saibou] Episodio 3. Influenza

Continuamos con la fantástica serie de anime Cells at work! [Hataraku Saibou], que empezamos a reseñar el pasado verano, y explicamos hoy los personajes que aparecen en el Episodio 3, así como sus equivalencias en el cuerpo humano. El título de este nuevo capítulo es Influenza, en clara referencia al virus de la gripe, por lo que no podía ser más apropiado para la época del año en la que estamos, en la que las gripes están haciendo de las suyas. Vamos allá. [ATENCIÓN: Spoilers del tercer capítulo a partir de aquí]

El virus de la gripe en plan zombi.

Este episodio empieza de una manera muy interesante, con un halo de misterio o película de terror, y sin saber en que parte del cuerpo nos encontramos, vemos a un linfocito T, armado con su linterna y un cuchillo, caminando sin saber muy bien qué busca. Este nuevo personaje es un linfocito T con una gorra que pone "NAIVE", lo que nos indica que es un linfocito T "ingenuo", "virgen" o "inmaduro". Esto se traduce en que es un linfocito que se ha desarrollado en el timo, y que nunca ha tenido contacto con ningún antígeno y por lo tanto tiene capacidad para dar respuesta a antígenos con los que nunca se han encontrado. Existen formas "inmaduras" tanto de los linfocitos T helper, como de los linfocitos T citotóxicos. En todo momento hemos hablado de estos linfocitos naive como "inmaduros" entre comillas, puesto que son linfocitos perfectamente maduros, pero que no está activado porque aún no se ha encontrado con su antígeno correspondiente.

Linfocitos T "virgenes". Fuente

El pobre linfocito esta bastante asustado en esa zona oscura cuando se encuentra cara a cara con una suerte de zombi con un casco, que va acompañado de otros zombis parecidos. Estos zombis, hacen el papel de células infectadas por virus, y el casco es la representación de los receptores de membrana que tienen estas células. Dichos receptores permiten que las células de nuestro sistema inmune las detecten y las reconozcan como extrañas. Podrían bien estar representando al MHC o complejo mayor de histocompatibilidad. Los MHC son una serie de glucoproteínas de membrana que ayudan al reconocimiento celular. Resumiendo mucho, el MHC tipo I aparece en casi todas las células con núcleo, que sirven para presentar antígenos de células propias alteradas a los linfocitos T citotóxicos, mientras que el MHC tipo II está en células presentadoras de antígeno (macrófagos, células dendríticas, linfocitos B...), y sirve para presentar antígenos a linfocitos T colaboradores o helpers. Alrededor de estos curiosos zombis podemos ver como se mueven unas partículas esféricas similares al casco que portan, que son los virus liberados o viriones. Este nombre se usa para nombrar a las partículas víricas morfológicamente completas e infecciosas.

Células infectadas por virus y viriones liberados al medio

Complejo mayor de histocompatibilidad. Fuente

Cuando una célula es infectada por un virus, algunos de los péptidos propios del MHC tipo I son desplazados por proteínas propias del virus, por lo que el casco que nombrábamos antes es una buena imagen visual de este complejo de proteínas modificado por las proteínas virales, y el hecho de que los personajes estén zombificados es una buena metáfora de la célula contaminada por el virus. Y estas células zombis quieren contagiar el virus al Linfocito T "ingenuo". Afortunadamente el Linfocito T es salvado por la intervención providencial de nuestro querido Neutrófilo U-1146. En la presentación entre estas dos células del sistema inmune el nuevo personaje se identifica como Linfocito Th0, lo que nos confirma que es un linfocito T helper inmaduro. De nuevo se saca a relucir el proceso de la diapédesis, que permite a los glóbulos blancos atravesar el endotelio de los vasos sanguíneos, cuando le pregunta al Neutrófilo que cómo pudo aparecer atravesando la pared, a lo que le responde que él se desplaza así.

Diapédesis

Diapédesis. Fuente

El virus en cuestión, como ya nos adelantaba el título del capítulo es el virus de la gripe, una enfermedad causada por algún tipo de influenzavirus, que son virus de ARN de la familia Orthomyxoviridae. La gripe se distribuye mundialmente y suele aparecer en otoño e invierno. Se transmite desde individuos infectados a través de gotas en aerosol cargadas de virus procedentes de secreción nasal, bronquial o de la saliva, que normalmente son producidas en la tos, los estornudos o al hablar. Esta enfermedad suele resolverse espontáneamente en pocos días, pero en algunos casos puede agravarse debido a complicaciones que pueden resultar fatales, normalmente en población de riesgo, niños, mujeres embarazadas, adultos mayores o personas con su sistema inmune alterado.

Virus de la gripe.

Los viriones, es decir los virus fuera de la célula, no realizan ninguna actividad fisiológica, por lo que no necesitan fabricar proteínas ni producir energía. Se les considera en estas condiciones como estructuras inertes, aunque tienen la capacidad de replicar su información genética haciendo uso de la maquinaria y la energía de la célula infectada. Por ello se dice que los virus están en la frontera entre lo vivo y lo inerte. Para replicar su material genético, los virus pueden usar dos sistemas diferentes: el el ciclo lítico y el ciclo lisogénico.

- En cuanto al ciclo lítico, se le llama así porque la célula infectada al final muere al liberarse las nuevas copias del virus. Se puede explicar atendiendo a las siguientes fases: 1. Adsorción o fijación, en la que un virión se une a la célula hospedadora de forma estable, mediante una unión específica por reconocimiento de complejos moleculares presentes en las membranas celulares. 2. Penetración o inyección, en la que el ácido nucleico del virus entra en la célula. 3. Fase de eclipse. En esta fase no se observan copias del virus en la célula, pero se está produciendo la síntesis de ARN mensajero, que se necesita para generar las copias de las proteínas de la cápsida. También se produce la continua formación por replicación de ácidos nucleicos virales. 4. Ensamblaje. Fase en la que se produce la unión de los capsómeros para formar la cápsida y comienza el empaquetamiento del ácido nucleico viral dentro de ella. 5 Lisis o ruptura, que conlleva la muerte celular y la salida de los viriones mediante la rotura enzimática de la membrana celular, generando virus en capacidad de infectar nuevas células.

Ciclo lítico del virus de la gripe. Fuente

- Con respecto al ciclo lisogénico, presenta un comienzo similar al lítico, con las dos primeras fases iguales. En la fase de eclipse el ácido nucleico del virus en forma de ADN bicatenario recombina con el ADN de la célula infectada, introduciéndose en éste como un gen más. A esta forma del virus se le denomina profago, o virus atenuado, mientras que la célula infectada se denomina célula lisogénica. Así puede estar durante un tiempo indeterminado, pudiendo incluso, reproducirse la célula, generando nuevas células hijas lisogénicas. Cuando se produzca un cambio en el medio que provoque un cambio celular, se puede producir la liberación del profago, transformándose en un virus activo que continúa el ciclo de infección hasta producir la muerte celular y la liberación de nuevos virus.

Ciclo lisogénico del virus del SIDA. Fuente

El virus en cuestión produce la gripe, y en los seres humanos afecta a las vías respiratorias. Aunque inicialmente puede ser similar a un resfriado, no tiene nada que ver, y son dos enfermedades totalmente diferentes, siendo la gripe mucho más grave. Con frecuencia se acompaña de síntomas generales como dolor de garganta, debilidad, dolores musculares (mialgias), dolor estomacal, articulares (artralgias) y de cabeza (cefalea), con tos (que generalmente es seca y sin mucosidad), malestar general y algunos signos como pueda ser la fiebre. En algunos casos más graves puede complicarse con neumonía, que puede resultar mortal, especialmente en niños pequeños y sobre todo en ancianos. La gripe se transmite desde individuos infectados a través de gotas en aerosol cargadas de virus (procedentes de secreción nasal, bronquial o saliva), que son emitidas con la tos o los estornudos o simplemente al hablar. Aunque más raramente, algunas formas de gripe se pueden transmitir a través de las heces de pájaros infectados. También es transmisible por la sangre y por las superficies u objetos contaminados con el virus, que se denominan fómites.

Gripe VS resfriado. Fuente

Volviendo a la serie, mientras el Linfocito T inmaduro decide si ayudar a Neutrófilo o no, ya que está paralizado por el miedo, aparece otro personaje a salvar la situación. Se trata de una chica que ya vimos de pasada en el primer capítulo, y a pesar de su aspecto angelical, resulta letal para las células infectadas por el virus. Armada con una espada enorme nuestra misteriosa chica acaba con todos los zombis del tirón, y comienza a reconocer los cascos o partículas virales para informar de que se trataba del virus de la gripe de tipo B. Esta función de acabar con células infectadas por virus y reconocer a estos para después presentarlo al resto de elementos de nuestro sistema inmune lo realizan los macrófagos, un tipo de leucocito de la línea mieloide que deriva de los monocitos. En realidad podríamos decir que los monocitos cuando atraviesan las paredes de los capilares y entran en el tejido conjuntivo se convierten en macrófagos. Estos glóbulos blancos pueden ingerir y destruir bacterias, células dañadas o infectadas y eritrocitos que ya no realizan bien su función, mediante un proceso llamado fagocitosis.

Tipos de virus de la gripe. Fuente

La Macrofaga después de haber acabado con las células infectadas por virus.

La Macrófaga se comunica con una célula dendrítica que a su vez informa de la detección de antígenos al comandante de los linfocitos T CD4+, que también vimos en el primer episodio. Éste último a su vez realiza una llamada para que se activen a los linfocitos T CD8+ o citotóxicos, que rápidamente hacen su entrada triunfal y empiezan a hacerle bullying al pobre Linfocito T inmaduro. También llegan más neutrófilos atravesando las paredes, y entre todos comienzan a enfrentarse a las hordas de zombis que no paran de llegar. La batalla es épica, y entre los linfocitos T citotóxicos nos encontramos algunas células de memoria, que dicen guardar recuerdos de un encuentro previo. En el fragor de la lucha el pobre Linfocito inmaduro está a punto de ser infectado por el virus, pero el comandante de los citotóxicos lo salva, y el joven aprovecha para huir corriendo.

Linfocitos T citotóxicos, Macrófaga y Neutrófilo

Linfocito T de memoria

Los linfocitos T de memoria son un subtipo de linfocitos T considerados como muy importantes en la respuesta inmunitaria adaptiva. Presentan la misma morfología que el resto de células T y pueden distinguirse de otras poblaciones de linfocitos T mediante los marcadores de membrana CD44 o CD45. Estos linfocitos se producen tras una infección primaria y son los encargados de mediar la defensa en infecciones sucesivas del mismo patógeno. El antígeno que se proporciona inactivado en las vacunas, da lugar a una primera exposición que hace que se generen estos linfocitos T de memoria, por lo que parte del éxito de las vacunas se debe a ellos.

Producción de linfocitos T de memoria

El cambio de escena hace que veamos a Eritrocita, que todavía no había aparecido en este tercer episodio, tras protagonizar prácticamente los dos primeros. Eritrocita se encuentra transportando dióxido de carbono junto a su amiga, cuando ven a otras células huir y entonces se enteran de la infección vírica. En la huida también vemos como el Linfocito naive se encuentra con una Célula dendrítica y aprovechan para explicarnos que éstas reconocen como antígenos a las bacterias y virus e informan de ello al resto de células del sistema inmune. Llorando le cuenta que escapó del combate, porque no se siente tan fuerte como la Macrófaga, el Neutrófilo o los linfocitos T citotóxicos. La Célula dendrítica intenta animarlo, mientras que en la escena de la lucha, los linfocitos empiezan a notar frío. La Célula dendrítica le enseña entonces un álbum de fotos en el que aparecen los demás linfocitos T cuando eran inmaduros como él, ya que ellos también fueron linfocitos Th0 alguna vez. De esta manera Célula dendrítica nos cuenta que su trabajo consiste también en animar y activar a los linfocitos T.

Dos eritrocitas asustadas

Célula dendrítica y Linfocito T naive

Linfocito y célula dendrítica. Fuente

La batalla encarnizada continua y algunos zombis comienzan a lanzar nuevas partículas virales, lo que representa a los virus rompiendo a las células y liberándose para poder infectar a nuevas células, de esta manera la infección gripal avanza y las células del sistema inmune se encuentran cada vez con más dificultades para detenerla. Comienza a aumentar la temperatura corporal, es decir se activa el mecanismo de la fiebre, que pretende ayudar a controlar la infección mediante la desnaturalización de las proteínas de virus o bacterias, lo que puede suponer una ventaja para nuestro sistema inmune. Mientras visualizamos el aumento de temperatura en las pantallas, vemos como los glóbulos rojos se encuentran con los zombis y comienzan a huir y se nos muestran a neutrófilos, linfocitos T y macrófagos agotados y acorralados. Entonces hace su entrada triunfal nuestro querido Linfocito T naive, que acaba de madurar y se ha activado y se ha convertido en un forzudo y atractivo Linfocito T efector, colaborador o helper, que también se ha dividido dando lugar a un ejército completo de clones de él mismo.

Linfocitos T efectores o helper

Los linfocitos T efectores son un tipo de glóbulos blancos que tienen un papel muy importante en establecer y maximizar las capacidades de defensa de nuestro sistema inmunitario. No son capaces de producir efectos citotóxicos o fagocitarios, es decir, no pueden aniquilar directamente a una célula huésped infectada o a un patógeno. Lo que hacen es activar y dirigir a otras células inmunitarias, como por ejemplo, los linfocitos B, los linfocitos T citotóxicos y los macrófagos. Es esta diversidad en su función y su papel en influir en las formas de actuación de otras células lo que les da a estos linfocitos T su nombre de colaboradores o helper.

Linfocitos T colaboradores. Fuente

Otro que hace su entrada triunfal es un linfocito B, que cuando se activan reciben el nombre de célula plasmática. Su función es fabricar y liberar anticuerpos, que se usan como armas contra antígenos extraños. Esto es representado con una especie de lanzallamas-manguera que lanza chorros de agua. El esfuerzo de todas las células del sistema inmune en conjunto, la fiebre, e incluso los estornudos, consiguen reducir la infección en más o menos una semana. Vemos además como se activa el mecanismo de producción del sudor para refrescar el cuerpo.

Los nuevos linfocitos T efectores aparecen también golpeando y acabando con las células infectadas, lo que quizás sería un pequeña incorrección, ya que como hemos dicho antes su papel es el de activar y animar al resto de células, acción que, por otro lado, también han realizado desde su aparición triunfal.

Al final queda de pie solo un virus, y pese a los esfuerzos de algunos de nuestros protagonistas, no consiguen derrotarlo, hasta que Neutrófilo se da cuenta de que no es igual que los anteriores, sino que es un virus de la gripe tipo A, que comienza de nuevo a infectar a otras células, por lo que la Macrófaga llama otra vez a informar de la situación. El linfocito B se marcha a fabricar nuevos anticuerpos, dejando a los linfocitos T a cargo de mantener la situación controlada mientras.

Célula infectada por virus de la gripe tipo A

Este modo de actuación global del sistema inmune en el organismo que hemos visto en este capítulo forma parte de la llamada inmunidad humoral o respuesta humoral, que es la que se da cuando el organismo es atacado por parásitos intracelulares, como pueden ser los virus. La otra respuesta, contra parásitos extracelulares, es la respuesta celular, y evidentemente la dan solamente células. Ésta, se llama humoral porque la dan células y moléculas, como son los anticuerpos producidos por los linfocitos B o las proteínas del sistema del complemento.

Inmunidad humoral. Fuente

Aquí termina este interesante capítulo dando paso a los créditos finales y al anuncio del próximo capítulo que tratará sobre las intoxicaciones alimentarias. Como ya ocurrió en los anteriores hemos aprendido gracias a estos personajes un montón de conceptos relacionados con el funcionamiento de nuestro cuerpo, como la inmunidad humoral y celular, algunos de los diferentes tipos de células y moléculas que componen nuestro sistema inmunitario y lo que hacen los virus cuando entran en el interior del organismo. ¿Quién ha dicho que los dibujos animados no son educativos?