Un estudi de la Universitat de València (UV), de l’Institut d’Investigació Sanitària INCLIVA i de l’Hospital Clínic Universitari de València demostra que les histones extracelul·lars són capaces d’entrar en les cèl·lules que recobreixen els vasos sanguinis (cèl·lules endotelials) i que aquest procés contribueix a desencadenar la mort cel·lular durant processos de sèpsies.

L’equip investigador ha analitzat el paper d’aquestes histones en els processos de dany cel·lular associats a la sèpsia, una malaltia greu que pot provocar fallada multiorgànica. Les histones són proteïnes que normalment es troben dins del nucli de les cèl·lules, on ajuden a organitzar l’ADN. No obstant això, durant processos de sèpsies poden alliberar-se a l’exterior cel·lular i circular per la sang, on s’han relacionat amb el dany en diferents teixits.

Segons assenyala el professor de la Universitat de València Carlos Romá Mateo, coordinador de l’estudi, “l’objectiu era descobrir si les histones extracelul·lars (molècules alliberades durant els processos de sèpsies i que contribueixen notablement al dany multiorgànic) són capaces d’entrar en les cèl·lules que recobreixen els vasos sanguinis i si aquesta entrada contribueix de manera significativa al dany que condueix a la seua mort”.

Una malaltia greu amb alta mortalitat
La sèpsia és una afecció greu causada per una resposta anòmala de l’organisme enfront d’una infecció. Es produeix quan el sistema immunitari no aconsegueix eliminar el patogen i la infecció s’estén per l’organisme a través de la sang. En aquests casos, la resposta immunitària genera també danys col·laterals en els teixits. Si la situació s’agreuja, la sèpsia pot evolucionar a xoc sèptic, una fase crítica en què es produeix una fallada multiorgànica que augmenta significativament el risc de mort.

S’estima que la sèpsia causa anualment uns 11 milions de defuncions a tot el món, inclosos països amb molts recursos, ja que, sovint, es produeix en ambients hospitalaris. Entre els grans reptes per a millorar el seu maneig clínic es troben el diagnòstic precoç, la identificació ràpida dels microorganismes responsables i el desenvolupament de biomarcadors i teràpies dirigides que reduïsquen el dany causat per molècules alliberades durant la resposta immunitària, com les histones circulants, que són alliberades en primera instància per les cèl·lules del sistema immunitari del pacient infectat.

Romá Mateo, membre del Grup de Recerca sobre Fisiopatologia cel·lular i orgànica de l’Estrès Oxidatiu d’INCLIVA que dirigeix Federico Pallardó Calatayud, explica que estudis previs d’aquest grup ja havien mostrat que les histones alliberades, en contactar amb les cèl·lules dels vasos sanguinis (cèl·lules endotelials) desencadenaven diferents processos de mort cel·lular, més directes com més gran era la concentració d’histones. A més, “altres treballs del nostre grup van demostrar que mesurar les histones en sang de pacients de sèpsies pot contribuir a la millora diagnòstica i del pronòstic dels pacients, per la qual cosa conèixer els mecanismes en què estan implicades resulta cada vegada més crucial per al maneig d’aquesta complexa malaltia”, afegeix.

Com entren les histones en les cèl·lules
Els resultats de la recerca s’han publicat recentment en la revista Frontiers in Immunology.

Per a l’estudi es va utilitzar un model experimental consistent en cèl·lules endotelials humanes, que van ser exposades a diferents concentracions d’histones extracelul·lars, en diferents quantitats i durant diferents temps, i es va traçar mitjançant marcatge amb molècules fluorescents la internalització d’aquestes histones.

Mitjançant tècniques de marcatge amb molècules fluorescents, els investigadors van poder seguir el recorregut d’aquestes proteïnes i comprovar que penetraven a l’interior de les cèl·lules i contribuïen a la seua mort. A més, van observar que una vegada dins seguien una ruta intracel·lular que les dirigia cap als mecanismes cel·lulars relacionats amb l’autofàgia, un procés mitjançant el qual la cèl·lula degrada estructures danyades o innecessàries.

L’ús de diferents inhibidors específics va permetre identificar la ruta molecular concreta que seguien les histones per a entrar en les cèl·lules. Quan aquesta via es bloquejava experimentalment, les cèl·lules quedaven protegides enfront de la mort cel·lular. Aquest resultat suggereix que interferir en aquesta ruta podria convertir-se en una estratègia terapèutica per a reduir la toxicitat de les histones extracelul·lars en pacients amb sèpsies.

Confirmació en models tridimensionals
Per a corroborar els resultats, els investigadors van realitzar experiments addicionals en un model tridimensional pluricel·lular: els anomenats organoides vasculars, estructures cel·lulars que reprodueixen de forma més realista l’entorn dels vasos sanguinis, ja que inclouen diferents tipus cel·lulars i una estructura tridimensional similar a la dels teixits.

L’article científic ha sigut liderat per Carlos Romá, del Departament de Fisiologia de la Facultat de Medicina i Odontologia de la Universitat de València. La primera coautora és Patricia Rodríguez, investigadora predoctoral del mateix departament i grup.

El treball s’ha realitzat en col·laboració amb investigadors del Canadà, Alemanya i Àustria. El personal investigador de la Universitat de València participant en l’estudi està adscrit també al Centre d’Investigació Biomèdica en Xarxa de Malalties Rares (CIBERER) de l’Institut de Salut Carlos III.

Per al desenvolupament del treball van ser clau les infraestructures de la Unitat Central d’Investigació en Medicina (UCIM-UV-INCLIVA), en concret el servei de Citometria i el de Microscòpia Confocal, els tècnics responsables de la qual, Guadalupe Herrera i Antonio Ibáñez, signen també l’article.

El treball s’ha desenvolupat principalment amb el finançament del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats (PID2020-119127RA-I00) i la Universitat de València (UV-INV-AE24-3662073).

FONTIERS