Troben cèl·lules immunitàries per primera vegada a un corall

Els esculls de corall són estructures calcàries produïdes pels coralls marins durant milers d’anys. Aquestes estructures, tenen un paper clau en la configuració de l’ecosistema, ja que acullen prop d’una quarta part de la fauna marina que hi troba aliment i resguard. Malgrat el seu paper clau en el manteniment de la diversitat, fins fa ben poc ni tan sols es coneixia quins tipus cel·lulars formen part d’aquests cnidaris. 

A principis de maig, un equip internacional i multidisciplinari de científics publicava a la revista Cell l’atles dels tipus cel·lulars de Stylophora pistillata, un corall rocós que habita les aigües del Mar Roig. Entre els tipus cel·lulars s’hi ha descrit, per primer cop, la presència de cèl·lules immunitàries. En parlem amb l’Arnau Sebé-Pedrós, cap del grup de genòmica de cèl·lula única i evolució del Centre de Regulació Genòmica (CRG) i autor d’aquest article.

D’on sorgeix la idea de fer un atles de les cèl·lules que conformen aquest corall? 

Bé, la base del nostre laboratori és entendre l’evolució dels tipus cel·lulars i els mecanismes de regulació genòmica associats a aquest procés. I tot això ho estudiem en cnidaris. Fa un temps, ens va sorgir la possibilitat de col·laborar amb el laboratori de la Tali Mass de la universitat de Haifa (Israel), que estudien els coralls des d’un punt de vista ecològic i d’aquí n’ha sortit aquest estudi.  

Treballar amb coralls no és habitual. Heu hagut d’adaptar molt els vostres protocols?

Sí, però justament a això ens dediquem al laboratori. La majoria de protocols estan pensats per treballar amb cèl·lules humanes o de ratolí i, treballar amb altres espècies, és complicat. 

“La majoria de protocols estan pensats per treballar amb cèl·lules humanes o de ratolí i, treballar amb altres espècies, és complicat.” 

A més, són animals delicats. Com us ho heu fet per transportar-los fins al laboratori?

Vam fer dos tipus d’experiments a dos països diferents. Els experiments amb larves, que són més delicades, la Shani (la primera autora) i jo els vam fer al Weisman Institute, a Israel. I els experiments amb coralls adults els vam fer aquí al CRG. I va ser un experiment contra-rellotge! Vam transportar els coralls del mar a l’aeroport en cotxe i van venir a Barcelona en avió. I un cop aquí, vam fer els experiments literalment en una nit! Perquè aquests animals al cap de dos o tres dies ja es comencen a morir. 

I com són aquests experiments? Va ser molt llarga la nit?

Vam fer una primera ronda de separació cel·lular a la unitat de citometria de flux que dirigeix l’Òscar Fornas, amb una selecció mínima per poder capturar tot allò que era una cèl·lula única i viva. Aquí teníem la dificultat que les cèl·lules del sistema digestiu d’aquests coralls formen un consorci simbiòtic amb una alga i volíem capturar el consorci per poder estudiar l’expressió gènica dels dos individus. I ho vam aconseguir! De fet, va sortir molt bé. I això no ho hauríem aconseguit si no haguéssim fet servir aquestes tècniques tant precises i les nostres adaptacions. 

Un cop separades les cè·lules individuals, la segona part era estudiar l’expressió gènica de cadascuna d’aquestes cèl·lules capturades per citometria per a poder fer l’atlas de les poblacions cel·lulars de Stylophora pistillata.

Heu trobat més de 40 tipus cel·lulars diferents. Us ho esperàveu?

Sí, es un número comparable al d’altres tipus de cnidaris. De fet, si ho comparem amb el nostre organisme de referència, l’anèmona Nematostella, aquests coralls no tenen tants tipus cel·lulars i, sobretot, tenen poca diversitat de neurones.

Però en canvi heu detectat, per primera vegada, cèl·lules immunitàries!

Sí, això va ser la sorpresa de l’estudi! És cert que molta gent havia descrit que en el genoma dels coralls hi havia gens relacionats amb la funció immunitària, però són gens que havíem vist que s’expressaven en altres tipus cel·lulars i en altres contextos. Però aquí per primer cop hem vist una ecoexpressió de gens reguladors i efectors de la funció immunitària en un únic tipus cel·lular. És a dir, veiem un patró d’expressió comparable al que podriem trobar en un macròfag. Això implica que es tracta de cèl·lules ‘especialitzades’ en una funció immunitària!

Quines funcions creieu que tenen aquestes cèl·lules immunitàries?

Es creu que podrien estar implicades en la regulació de la simbiosi dels coralls amb l’alga que comentava abans. En una simbiosi estreta com aquesta, el sistema immunitari està rebaixat per a permetre que les cèl·lules intestinals tinguin un simbiont vivint dins seu. Però aquesta baixada del sistema ha de ser molt selectiva per permetre només l’entrada de les algues i de res més.

I podrien tenir algun paper a l’hora de preservar les poblacions de corall?

Això m’és difícil de dir. La solució fàcil seria preservar l’ambient i aturar el canvi. Tot i que s’estan plantejant altres solucions intermèdies. S’ha vist que al Mar Roig, tant a Israel com a la zona del Kaust a Arabia Saudí, hi ha poblacions de coralls resistents als canvis de temperatura i a l’acidificació. I una possibilitat seria identificar aquestes poblacions resistents i transplantar-les a altres zones de l’oceà on les poblacions de corall estan minvant per l’augment de temperatura o l’acidificació.

El que sí que esperem és que conèixer millor aquestes cèl·lules immunes ens ajudi a conèixer millor els mecanismes pels quals poblacions de coralls semblen ser més resistents a l’acidificació i a l’augment de la temperatura. 

Seguirà aquesta recerca?

Sí, seguirem estudiant diferents espècies de coralls per veure els efectes d’aquests canvis de temperatura i acidificació de l’aigua a nivell cel·lular. Tot i això, nosaltres no som un laboratori que estudiï específicament els coralls. Per això estudiarem altres cnidaris per poder caracteritzar més espècies i conèixer els processos que afecten la regulació genòmica d’aquests animals.